Энергетическая система организма
К ак видно из предыдущего материала, этот вопрос является центральным при решении проблемы взаимодействия человека с Космосом, а сама эта проблема главная среди всех проблем, с которыми мы сталкиваемся при создании в своем мозгу единой картины Мира. Поэтому рассмотрим энергетическую систему организма подробнее.
Как вы уже убедились, эта система прямым образом связана с таким свойством живого организма, как электропроводность. Поэтому надо начинать с нее.
Выдающийся американский ученый Альберт Сент-Дьерди писал, что жизнь представляет собой непрерывный процесс поглощения, преобразования и перемещения энергии различных видов и различных значений. Этот процесс самым непосредственным образом связан с электрическими свойствами живого вещества, а конкретнее, с его способностью проводить электрический ток (электропроводностью).
Электрический ток - это упорядоченное движение электрических зарядов. Носителями электрических зарядов могут быть электроны (заряжены отрицательно), ионы (как положительные, так и отрицательные) и дырки. О "дырочной" проводимости стало известно не очень давно, когда были открыты материалы, которые получили название полупроводников. До этого все вещества (материалы) делили на проводники и изоляторы. Затем были открыты полупроводники. Это открытие оказалось впрямую связанным с пониманием процессов, протекающих в живом организме. Оказалось, что многие процессы в живом организме могут быть объяснены благодаря применению электронной теории полупроводников. Аналогом молекулы полупроводника является макромолекула живого. Но явления, происходящие в ней, значительно сложнее. Прежде чем рассмотреть эти явления, напомним основные принципы работы полупроводников.
Электронная проводимость осуществляется электронами. Она реализуется в металлах, а также в газах, где электроны имеют возможность двигаться под действием внешних причин (электрического поля). Это имеет место в верхних слоях земной атмосферы - ионосфере.
Ионная проводимость реализуется движениями ионов. Она имеет место в жидких электролитах. Имеется третья разновидность проводимости. Она возникает в результате разрыва валентной связи. При этом появляется вакантное место с отсутствующей связью. Там, где отсутствуют электронные связи, образуется пустота, ничто, дырка. Так в кристалле полупроводника возникает дополнительная возможность для переноса электрических зарядов потому, что образуются дырки. Эта проводимость получила название дырочной. Так, полупроводники обладают и электронной, и дырочной проводимостью.
Изучение свойств полупроводников показало, что эти вещества сближают живую и неживую природу. Что в них напоминает свойства живого? Они очень чувствительны к действию внешних факторов, под их влиянием изменяют свои электрофизические свойства. Так, при повышении температуры электрическая проводимость неорганических и органических полупроводников очень сильно увеличивается. У металлов в этом случае она уменьшается. На проводимость полупроводников оказывает влияние свет. Под его действием на полупроводнике возникает электрическое напряжение. Значит, происходит превращение энергии света в энергию электрическую (солнечные батареи). Полупроводники реагируют не только на свет, но и на проникающую радиацию (в том числе и на рентгеновское излучение). На свойства полупроводников влияют давление, влажность, химический состав воздуха и т.д. Аналогичным образом мы реагируем на изменение условий во внешнем мире. Под действием внешних факторов меняются биопотенциалы тактильных, вкусовых, слуховых, зрительных анализаторов.
Дырки являются носителями положительного электрического заряда. Когда объединяются электроны и дырки (рекомбинируют), то заряды исчезают, а точнее нейтрализуют друг друга. Ситуация меняется в зависимости от действия внешних факторов, например, температуры. Когда валентная зона целиком заполнена электронами - вещество является изолятором. Таким является полупроводник при температуре -273 градуса С (нулевая температура по Кельвину). В полупроводниках действуют два конкурирующих процесса: объединение (рекомбинация) электронов и дырок и их генерация за счет термического возбуждения. Электропроводность полупроводников определяется соотношением между этими процессами.
Электрический ток зависит от количества переносимых зарядов и от скорости этого переноса. В металлах, где проводимость является электронной, скорость переноса невелика. Эту скорость называют подвижностью. Подвижность зарядов (в дырке) в полупроводниках значительно больше, чем в металлах (проводниках). Поэтому у них даже при относительно малом числе носителей зарядов проводимость может быть существенней.
Полупроводники можно образовать и другим способом. В вещество можно внести атомы других элементов, у которых уровни энергии расположены в запрещенной зоне. Эти внесенные атомы являются примесями. Так можно получить вещество - полупроводник с примесной проводимостью. Проводники с примесной проводимостью широко используются как преобразователи первичной информации, поскольку их проводимость зависит от многих внешних факторов (температуры, интенсивности и частоты проникающего излучения).
В организме человека имеются вещества которые обладают и примесной проводимостью. Одни примесные вещества при их введении в кристаллическую решетку поставляют электроны в зону проводимости. Поэтому их называют донорами. Другие примеси захватывают электроны из валентной зоны, то есть образуют дырки. Их называют акцепторами.
В настоящее время установлено, что в живом веществе имеются атомы и молекулы как доноры, так и акцепторы. Но живое вещество обладает и такими свойствами, которых нет у органических и неорганических полупроводников. Это свойство - очень малые значения энергии связи. Так, для гигантских биологических молекул энергия связи составляет всего несколько электрон-вольт, тогда как энергия связи в растворах или жидких кристаллах находится в пределах 20-30 эВ.
Это свойство очень принципиально, поскольку позволяет обеспечить высокую чувствительность. Проводимость осуществляется электронами, которые переходят от одной молекулы к другой благодаря туннельному эффекту. В белковых и других биологических объектах очень высокая подвижность зарядоносителей. В системе углеродно-кислородных и водородно-азотных связей электрон (возбужденный) благодаря туннельному эффекту перемещается по всей системе белковой молекулы. Поскольку подвижность таких электронов очень высокая, это обеспечивает высокую проводимость белковой системы.
В живом организме реализуется и ионная проводимость. Образованию и разделению ионов в живом веществе способствует наличие воды в белковой системе. От него зависит диэлектрическая постоянная белковой системы. Носителями зарядов в этом случае являются ионы водорода - протоны. Только в живом организме все виды проводимости (электронная, дырочная, ионная) реализуются одновременно. Соотношение между разными проводимостями меняется в зависимости от количества воды в белковой системе. Чем меньше воды, тем меньше ионная проводимость. Если белки высушены (воды в них нет), то проводимость осуществляют электроны.
Вообще влияние воды не только в том, что она является источником ионов водорода (протонов) и таким образом обеспечивает возможность ионной проводимости. Вода играет более сложную роль в изменении общей проводимости. Дело в том, что вода является примесью -донором. Она поставляет электроны (каждый атом водорода разрывается на ядро, то есть протон и один орбитальный электрон). В результате электроны заполняют дырки, поэтому уменьшается дырочная проводимость. Она уменьшается в миллион раз. В дальнейшем эти электроны передаются белкам, и положение восстанавливается, но не полностью. Общая проводимость после этого все же остается в 10 раз меньше, чем до добавления воды.
Можно добавить к белковым системам не только донор (воду), но и акцептор, который приводил бы к увеличению числа дырок. Установлено, что таким акцептором является, в частности, хлоранил - вещество, содержащее хлор. В результате дырочная проводимость увеличивается настолько, что общая проводимость белковой системы растет в миллион раз.
Нуклеиновые кислоты также играют важную роль в живом организме. Несмотря на то, что их структура, водородные связи и т.д. отличаются от таковых и у биологических систем, имеются вещества (небиологические) с принципиально подобными электрофизическими свойствами. В частности, таким веществом является графит. Энергия связи у них так же, как и у белков, мала, а удельная проводимость велика, хотя и на несколько порядков меньше, чем у белков. Подвижность электроносителей, от которой зависит проводимость, у аминокислот меньше, чем у белков. Но электрофизические свойства аминокислот в целом принципиально такие же, как и свойства белков.
Но аминокислоты в составе живого организма обладают и свойствами, которыми белки не обладают. Это очень важные свойства. Благодаря им механические воздействия в них превращаются в электричество. Это свойство вещества в физике называется пьезоэлектрическим. В нуклеиновых кислотах живого организма тепловое воздействие также приводит к образованию электричества (термоэлектричество). То и другое свойство аминокислот определяется наличием в них воды. Ясно, что указанные свойства меняются в зависимости от количества воды. Использование этих свойств в организации и функционировании живого организма очевидно. Так, на зависимости проводимости от освещенности (фотопроводимость) основано действие палочек зрительной сетчатки. Но молекулы живых организмов обладают и электронной проводимостью, как и металлы.
Электрофизические свойства белковых систем и нуклеиновых молекул проявляются только в динамике, только в живом организме. С наступлением смерти электрофизическая активность очень быстро пропадает. Это происходит потому, что прекратилось движение зарядоносителей (ионов и электронов и др.). Можно не сомневаться, что именно в электрофизических свойствах живого вещества заложена возможность быть живым. Об этом Сент-Дьерди писал так: "Я глубоко убежден, что мы никогда не сможем понять сущность жизни, если ограничимся молекулярным уровнем. Ведь атом - это система электронов, стабилизируется ядром, а молекулы не что иное, как атомы, удерживаемые вместе валентными электронами, то есть электронными связями".
Из сопоставления электрофизических свойств белковых систем и аминокислот с полупроводниками может создаться впечатление о том, что электрофизические свойства тех и других одинаковы. Это не совсем так. Хотя в белковых системах живого организма имеется и электронная, и дырочная, и ионная проводимость, но они связаны между собой более сложно, чем в неорганических и органических полупроводниках. Там эти проводимости просто складываются и получается суммарная, итоговая проводимость. В живых системах такое арифметическое сложение проводимостей недопустимо. Здесь надо пользоваться не арифметикой (где 1 +1 =2), а алгеброй комплексных чисел. При этом 1 + 1 не равно 2. Ничего странного в этом нет. Это говорит о том, что эти проводимости не являются независимыми друг от друга. Взаимные их изменения сопровождаются процессами, которые меняют общую проводимость по более сложному закону (но не произвольно!). Поэтому, говоря об электронной (или другой) проводимости белковых систем, добавляют слово "специфическая". То есть имеется электронная (и другие) проводимость, которая свойственна только живому. Процессы, определяющие электрофизические свойства живого, очень сложны. Одновременно с движением электрических зарядов (электронов, ионов, дырок), которое определяет собой электропроводимость, действуют друг на друга и электромагнитные поля. Элементарные частицы обладают магнитными моментами, т.е. являются магнитиками. Поскольку эти магнитики взаимодействуют друг с другом (а они обязаны это делать), то в результате этого воздействия устанавливается определенная ориентация этих частиц. Непрерывно молекулы и атомы меняют свое состояние - они осуществляют непрерывные и скачкообразные (дискретные) переходы из одного электрического состояния в другое. Получая дополнительную энергию, они возбуждаются. Когда они от нее освобождаются, то переходят в основное энергетическое состояние. Эти переходы оказывают влияние на подвижность зарядоносителей в живом организме. Таким образом, действие электромагнитных полей меняет движение электронов, ионов и других зарядоносителей. С помощью этих зарядоносителей осуществляется передача информации в центральной нервной системе. Сигналы в центральной нервной системе, обеспечивающие работу всего организма как единого целого, являются электрическими импульсами. Но они распространяются значительно медленнее, чем в технических системах. Это обусловлено сложностью всего комплекса процессов, которые оказывают влияние на движение зарядоносителей, на их подвижность, а значит, и на скорость распространения электрических импульсов. Организм отвечает действием на определенное внешнее воздействие только после того, как он получил информацию об этом воздействии. Ответная реакция организма очень замедлена потому, что сигналы о внешнем воздействии распространяются медленно. Таким образом, скорость защитных реакций живого организма зависит от электрофизических свойств живого вещества. Если же действуют извне электрические и электромагнитные поля, то эта реакция еще больше замедляется. Это установлено как в лабораторных опытах, так и при изучении влияния электромагнитных полей во время магнитных бурь на живые системы, в том числе и на человека. Кстати, если бы реакция живого организма на внешнее воздействие была во много раз быстрее, то человек был бы способен защититься от многих воздействий, от которых он сейчас погибает. Примером может служить отравление. Если бы организм мог ответить сразу на попадание в организм яда, то он мог бы принять меры для его нейтрализации. В реальной ситуации этого не происходит и организм погибает даже при очень малых количествах яда, введенного в него.
Конечно, мы сегодня еще не знаем всех свойств комплексной электропроводности живого вещества. Но ясно то, что именно от них зависят те принципиально отличные свойства, которые присущи только живому. Именно прежде всего путем воздействия на комплексную электропроводность животе реализуется влияние электромагнитных излучений искусственного и естественного происхождения. Чтобы углубиться в понимание биоэнергетики, необходимо его конкретизировать. Для раскрытия сущности электрических явлений в живом организме необходимо понять смысл потенциала биологической системы, биопотенциала. В физике понятие потенциала имеет следующий смысл.
Потенциал - это возможность. В данном случае - энергетическая возможность. Для того, чтобы оторвать орбитальный электрон из атома водорода,надо преодолеть силы, которые удерживают его в атоме, то есть надо обладать энергетической возможностью эту работу выполнить. Энергия в атомных и ядерных процессах, а также при изучении элементарных частиц и процессов, в которых они участвуют, измеряется в специальных единицах - электрон-вольтах. Если приложить разность потенциалов в 1 вольт, то электрон в таком электрическом поле приобретает энергию, равную одному электронвольту (1 эВ). Величина этой энергии по техническим масштабам очень невелика. Она равна всего 1,6 х 1019 Дж (джоулей).
Энергия, затраченная на отрыв электрона от ядра атома, называется ионизационным потенциалом, поскольку сам процесс отрыва называется ионизацией. Кстати, для водорода он равен 13 эВ. Для атомов каждого элемента он имеет свое значение. Одни атомы легко ионизовать, другие не очень легко, а третьи очень сложно. На это требуются большие энергетические возможности, поскольку их ионизационный потенциал большой (электроны сильнее удерживаются внутри атома).
Для того, чтобы произвести ионизацию атомов и молекул живого вещества, надо приложить значительно меньшую энергию, чем при воздействии на неживые вещества. В живых веществах, как уже говорилось, энергия связи в молекулах составляет единицы и даже сотые доли электрон-вольт. В неживых молекулах и атомах эта энергия находится в пределах нескольких десятков электрон-вольт (30-50). Тем не менее принципиально этот процесс в обоих случаях имеет одну и ту же физическую основу. Измерить ионизационные потенциалы в биологических молекулах очень сложно из-за малости минимальных значений энергии электронов в этом случае. Поэтому лучше их характеризовать не абсолютными величинами (электрон-вольтами), а относительными. Можно принять за единицу измерения ионизационного потенциала в молекулах живых систем ионизационный потенциал молекулы воды. Это тем более оправдано, что вода с энергетической точки зрения является главной в живом организме. Это основа жизни биологической системы. Важно понять, что здесь речь идет не о любой воде, а о воде, которая содержится в биологических системах. Приняв ионизационный потенциал воды в живом веществе за единицу, можно определить в этих единицах ионизационные потенциалы всех других биологических соединений. Тут еще одна тонкость. У атома водорода имеется всего один орбитальный электрон. Поэтому его ионизационный потенциал равен одной величине энергии. Если атом и молекула более сложные, то их орбитальные электроны находятся в смысле возможности их отрыва в неравных условиях. Наиболее легко оторвать от ядра те электроны, которые имеют наименьшие энергии связи с ядром, то есть которые находятся на самых внешних электронных оболочках. Поэтому, говоря об ионизационных потенциалах сложных биологических систем, имеют в виду те электроны, которые оторвать наиболее легко, у которых энергия связи минимальна.
В биологических системах в результате определенного распределения электрических зарядов (их поляризации) имеются электрические поля, поскольку между электрическими зарядами действуют электрические силы (силы Кулона) отталкивания и притяжения в зависимости от того, являются ли эти заряды одноименными или разноименными соответственно. Энергетической характеристикой электрического поля является разность потенциалов между разными точками этого поля. Разность потенциалов определяется электрическим полем, которое, в свою очередь, определяется распределением заряженных частиц. Распределение заряженных частиц определяется взаимодействием между ними. Разность потенциалов в биологических системах (биопотенциалов) может составлять единицы милливольт. Величина биопотенциалов является однозначным показателем состояния биосистемы или ее частей. Она меняется в том случае, если организм находится в патологическом состоянии. В этом случае меняются реакции живого организма на факторы внешней среды. Возникают реакции, которые наносят вред организму, его функционированию и структуре.
Электрофизическими свойствами биологических соединений определяется и быстрота реакции живого организма как единого целого, так и его отдельных анализаторов на действие внешних факторов. От этих свойств зависит и быстрота обработки информации в организме. Ее оценивают по величине электрической активности. Без движения зарядоносителей все эти функции организма были бы невозможны. Таким образом, биоэнергетические явления на уровне элементарных частиц являются основой главных функций живого организма, без этих функций жизнь невозможна. Энергетические процессы в клетках (преобразование энергии и сложнейшие биохимические обменные процессы) возможны только благодаря тому, что в этих процессах участвуют легкие заряженные частицы - электроны.
Биопотенциалы тесно связаны с электрической активностью данного органа. Так, электрическая активность мозга характеризуется спектральной плотностью биопотенциалов и импульсами напряжения различной частоты. Установлено, что для человека характерны следующие биоритмы мозга (в герцах): дельта-ритм (0,5-3); тета-ритм (4-7), альфа-ритм (8-13), бета-ритм (14-35) и гамма-ритм (36-55). Имеются, хотя и нерегулярно, и некоторые ритмы с большей частотой. Амплитуда электрических импульсов мозга человека достигает значительной величины -до 500 мкВ.
Кто знаком с электроникой, тот знает, что при передаче информации и ее обработке важна не только частота следования импульсов и их амплитуда, но и форма импульсов.
Как формируются эти импульсы? Их характеристики говорят о том, что они не могут создаваться изменениями ионной проводимости. В этом случае процессы развиваются более медленно, то есть они более инерционны. Эти импульсы могут формироваться только движением электронов, масса (а значит и инерционность) которых значительно меньше.
Роль формы электрических импульсов можно понять на примере эффективности дефибрилляции сердца (возвращение к нормальному функционированию сердца в случае его остановки путем воздействия на него электрическими импульсами). Оказалось, что эффективность восстановления работы сердца зависит от формы импульса подаваемого электрического напряжения. Важна и его спектральная плотность. Только при определенной форме импульсов происходит восстановление обычного движения зарядоносителей в живом организме, то есть восстанавливается обычная электропроводность, при которой возможно нормальное функционирование организма (сердца).
В этом методе электроды прикладываются к телу человека в области груди. Но электрические импульсы в данном случае действуют не только непосредственно на сердечную мышцу, но и на центральную нервную систему. Видимо, второй путь наиболее эффективен, поскольку возможности центральной нервной системы по воздействию на все органы (в том числе и на сердце) самые широкие. Команды всем органам поступают через центральную нервную систему быстрее всего, поскольку ее электропроводность (а значит и скорость распространения информации) значительно выше, чем электропроводность мышечных тканей и кровеносной системы. Таким образом, возвращение к жизни организма человека происходит в том случае, если удастся восстановить электрофизические свойства живого вещества, а точнее специфические движения электрических зарядов с теми особенностями, которые присущи живым системам.
Решающее значение для жизни и функционирования живого организма имеют именно электрофизические свойства живого. Об этом свидетельствуют и такие факты.
Установлено, что если на человека внезапно действуют раздражающие факторы, то сопротивление тела человека электрическому току (чем больше сопротивление, тем меньше электропроводность) резко изменяется. Принципиально важно, что неожиданные внешние воздействия могут иметь различную физическую природу. Это может быть и яркий свет, и прикосновение горячим предметом, и сообщение человеку неожиданной, важной для него информации. Во всех случаях результат один - электропроводность тела человека увеличивается. Изменение во времени электропроводности зависит как от самого действующего внешнего фактора, так и от его силы. Но во всех случаях увеличение электропроводности происходит очень быстро, а ее восстановление к нормальным величинам - значительно медленнее. Быстрое изменение электропроводности может происходить только за счет электронной (той или иной), которая является наименее инерционной.
Возьмем, к примеру, поражение живого организма электрическим током. Последствия этого поражения зависят не столько от величины тока, сколько от состояния нервной системы человека в этот момент. Смерть под действием внешнего электрического напряжения наступает в том случае, если нарушается электропроводность центральной нервной системы. Проходящий по телу человека ток разрушает связи электронной структуры нервной системы. Но энергии этих связей очень невелики. Поэтому можно их разорвать даже при очень малых напряжениях и токах от внешних источников напряжения. Если под действием этих токов движение зарядоносителей в клетках головного мозга (в клетках периферийной и центральной нервной систем и их связях) нарушается, то происходит полное или частичное прекращение питания клеток кислородом.
Губительные изменения электропроводности центральной нервной системы и вообще электрофизических характеристик организма происходят и под действием отравляющих веществ. По-видимому, медицина в будущем будет лечить человека от # различных недугов прежде всего восстановлением электрофизических свойств центральной нервной системы.
Конечно, этот вопрос очень непростой. Уже сейчас установлено, что электропроводность разных живых организмов и разных систем в одном живом организме различна. Органы и системы организма, которые должны для обеспечения выживания реагировать на внешние раздражители быстрее всего, обладают наименее инерционной проводимостью - электронной и электронно-дырочной.
Теперь рассмотрим энергетическую систему организма.
Извне в организм поступает энергия, которая обеспечивает его функционирование как целого, а также всех составляющих его частей. Заряды энергии могут иметь как положительный, так и отрицательный знаки. Необходимо иметь в виду, что речь идет не об электрических зарядах. В здоровом организме имеется равновесие положительных и отрицательных элементов энергии. Это означает равновесие между процессами возбуждения и торможения (элементы энергии одного знака возбуждают работу органа, а противоположного знака - тормозят ее). Когда же равновесия между потоками положительной и отрицательной энергии нарушены, то организм (или отдельный его орган) переходит в состояние болезни, поскольку нарушено равновесие процессов возбуждения и торможения. При этом одни заболевания обусловлены чрезмерным возбуждением функций (синдром избытка), а другие их угнетением (синдром недостатка). Для излечения организма необходимо восстановить равновесие (баланс) положительного и отрицательного видов энергии в нем. Этого можно достичь воздействием иглой на биологически активные точки кожи.
Энергия из воздуха поступает в различные органы и системы организма через определенную энергопроводящую систему. Каждый орган имеет свои каналы для поступления этой энергии. Правда, в данном случае каждый орган надо понимать не узкоанатомически, а шире, исходя из его функций. Так, в орган "сердце" надо включать всю систему, которая обеспечивает как все функции кровообращения, так и некоторые элементы психической деятельности человека. В орган "почки" включаются наряду с системой мочеобразования и мочевыделения и все железы внутренней секреции. В орган "легкие" включается и кожа. Орган "печень" включает не только систему обеспечения обменных процессов, но и их регуляцию центральной нервной и вегетативной системами. Система, обеспечивающая все процессы восприятия и переработки в организме пищи, ассоциируется с "селезенкой".
Таким образом, для понимания работы организма более правильно рассматривать не узкоанатомические органы, а определенные функциональные системы. Важен не орган сам по себе, а его функция. Важно знать, как настроить эту функцию, если она нарушена. Каждая такая функциональная система (орган) получает энергию из воздуха (из космоса) через определенные каналы движения энергии на поверхности кожи. Эти каналы называют меридианами. Каждый орган потребляет энергию, которая поступает через определенный меридиан. Меридианы являются главными каналами, магистралями, по которым энергия извне поступает к данному органу (в описанном выше широком смысле этого слова). Наряду с ними имеются и менее важные пути поступления энергии. Они в свою очередь разветвляются, и так вся кожа оказывается покрытой сетью эти каналов.
Весь путь, по которому энергия поступает из воздуха к органу, делится на два этапа. На первом ее этапе происходит ее захват. Эта часть меридиана располагается на руках и ногах. Через последующую часть меридиана происходит транспортировка энергии к данному органу или системе организма.
Важно понимать, что захват энергии из воздуха (который осуществляется системой кожи рук и ног) более эффективен в том случае, если под кожей имеется активная мускулатура. Это значит, что на количество энергии, получаемой организмом из воздуха, оказывает влияние интенсивность энергетических излучений находящейся под кожей мускулатуры. На коже концентрируется необходимая органу энергия, потому что процессы возбуждения и торможения в данном органе притягивают к себе элементы энергии извне (разных знаков соответственно). Так в результате внутренней активности организма на коже концентрируются частицы необходимой энергии. Это находит отражение в названиях меридианов (энергоканалов) специалистами: они говорят - меридиан руки и легких, меридиан ноги и почек и т.п. По одним меридианам к органу поступает энергия возбуждения, а по другим - энергия противоположного знака -то есть торможения.
"Работают" меридианы не независимо друг от друга, а очень согласованно. Так же согласованно работают органы (в здоровом организме). При этом все каналы (меридианы), а значит и органы, составляют единую согласованную систему, по которой проходит энергия в организме. Все органы и системы в организме работают в определенном ритме. Точнее, имеется много ритмов. К этому уже пришла и европейская медицина. А по учению акупунктуры следует, что энергия через организм должна проходить ритмически, с периодом в 24 часа. Это период вращения Земли вокруг своей оси.
Энергия проходит все энергетические магистрали в организме последовательно. Поэтому каждому органу (меридиану) наступает свой черед в свое время суток. В это время лучше всего воздействовать на данный орган, лечить его. Для системы печени это время суток от часу до трех часов ночи, для системы дыхания - от трех до пяти утра, для желудка -с семи до девяти утра, для сердца - с одиннадцати до тринадцати часов и т.д.
Поскольку все энергетические каналы (меридианы) соединены в единую систему, то есть являются своего рода сообщающимися сосудами, то на любой орган можно воздействовать не только через его "собственный" меридиан, но и через меридианы других органов. Так можно действовать возбуждающе или угнетающе. На печень можно воздействовать со стороны меридиана почек. Такое воздействие будет возбуждающим. Но если действовать на селезенку со стороны печени (через ее меридиан), то работа селезенки будет угнетаться. Воздействуя на печень со стороны легких, мы будем угнетать ее работу. Воздействие же на сердце со стороны печени приводит к возбуждению его работы. Это взаимодействие используют специалисты в практике лечения. Так, нет необходимости воздействовать на систему легких между тремя и пятью часами утра. Это же воздействие можно осуществить через точки меридиана сердца в удобное время от одиннадцати до тринадцати часов. И так далее.
Каждый энергетический канал не является однородным. На нем располагаются физиологические активные точки. Их может быть от 9 до 68 на данном меридиане. Всего меридианов - 12. На каждом из них специалисты выделяют среди активных точек так называемые стандартные. Они обладают определенными функциями. Таких точек на каждом меридиане по 6.
Из сказанного выше для описываемой нами проблемы наиболее важно то, что организм и космос представляют собой единую систему. В живой организм поступает энергия непосредственно из космоса, то есть происходит прямой энергообмен между организмом и окружающей средой. Для большинства это покажется необычным, поскольку мы воспитаны на том, что энергия в организме возникает в результате распада веществ (пищи). На самом деле имеется и прямое влияние энергетики космоса на энергетику организма.
Важно обратить внимание и на другой вывод из сказанного выше. Функционирование всех органов и систем организма не только взаимосвязано (что является естественным и не вызывает сомнения), но и управляется некоей энергетической (лучше сказать информационно-энергетической) службой организма. Она обеспечивает всю регуляцию в организме. Мы добавили слово - "информационная" потому, что без информации, ее получения, анализа, переработки и передачи управлять ничем и никем нельзя. Поэтому эта служба, связанная с потоками энергии из космоса в организм и в самом организме, является информационной. Если эта служба по каким-то причинам нарушается (например, состояние среды препятствует поступлению энергии извне), то нарушается и ход регуляторных процессов в системах организма. Это может стать основой нарушения правильной работы организма, то есть причиной заболевания. Исправить это нарушение, устранить его можно путем правильного иглоукалывания, как об этом уже говорилось.
Поток энергии из космоса внутрь организма не может быть произвольным, нерегулируемым. В организм должно поступать столько энергии, сколько ее требуется для правильного его функционирования. Это количество зависит от выполняемой (физической и умственной) работы, от психоэмоционального напряжения и т.д. и т.п. Поэтому естественно, что в организме должны быть регуляторы, которые на основании анализа о состоянии организма и его потребностях в энергии регулировали бы поступление в него энергии из космоса.
Человеческий организм является системой электромагнитной. Практически все главные его функции связаны с электричеством и магнетизмом. С помощью электрических потенциалов регулируются вход и выход из каждой клетки. Электрические заряды обеспечивают перенос кислорода кровью. Нервная система представляет собой своего рода сложную электрическую цепь. Измерены электрические поля всех органов, характер которых меняется в зависимости от работы организма, его состояния и нагрузки. Каналы энергии - меридианы - определяются по тому, что вдоль их электропроводность кожи выше. Кожа человека представляет собой что-то вроде печатной платы телевизора или радиоприемника: на ней имеется сложная сеть каналов, хорошо проводящих электрический ток. Мы уже видели, что поток энергии из космоса в организм также регулируется электрической системой.
| |
Моя статья о работе энергетических систем будет полезной тем, кто ходит на семинары инструкторов тренажёрного зала или групповых программ. Многие эту тему не понимают или понимают неправильно. Ниже я вкратце попытался разъяснить принцип включения различных систем в энергообеспечение физических нагрузок.
Д.А.Жабкин
РАБОТА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ОРГАНИЗМА ПРИ АЭРОБНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ
Общая характеристика энергетических систем организма
Для любого физиологического процесса в организме, требуется энергия. При мышечной деятельности происходит процесс преобразования химической энергии в механическую работу. Универсальным источником энергии в живом организме является молекула АТФ. Под действием фермента Ca 2+ -АТФ-азы АТФ гидролизуется, отсоединяя фосфатную группу в виде ортофосфорной кислоты, и превращается в АДФ, при этом высвобождается энергия.
АТФ + H 2 O → АДФ + H 3 PO 4 + 7,3 ккал (или 30 кДж)
Запас молекул АТФ в мышце ограничен (около 5 ммоль*кг-1 сырой массы ткани), что может обеспечить выполнение интенсивной работы в течение очень короткого времени (0,5-1,5 секунды или 3-4 одиночных сокращения максимальной силы). Поэтому расход энергии при работе мышцы требует постоянного его восполнения.
Дальнейшая мышечная работа происходит благодаря быстрому ресинтезу АТФ из продуктов её распада и такого количества энергии, которое выделилось при распаде:
АДФ + H 3 PO 4 + 7,3 ккал → АТФ
Мышца имеет 3 основных источника воспроизводства энергии:
1. Богатые энергией фосфатосодержащие вещества, которые присутствуют в тканях (АДФ, креатинфосфат);
2. Богатые энергией фосфатосодержащие вещества, которые образуются в процессе катаболизма гликогена, жирных кислот и других энергетических субстратов (дифосфоглицериновая кислота, фосфопировиноградная кислота и др.);
3. Энергия протонного градиента на мембране митохондрий, образующаяся в результате окисления различных веществ.
В зависимости от того, с помощью какого биохимического процесса поставляется энергия для получения молекул АТФ, выделяют 4 механизма ресинтеза АТФ в тканях или энергетические системы организма.
Для того, чтобы понять основные отличия энергетических систем, пользуются следующими характеристиками:
Ёмкость энергетической системы – это количество АТФ, способное образоваться за счёт данной системы.
Мощность энергетической системы – это количество АТФ, производимое системой за единицу времени.
Скорость развёртывания – время достижения максимальной мощности системы от начала работы.
Метаболическая эффективность – та часть энергии, которая накапливается в макроэргических связях АТФ. Она определяет экономичность выполняемой работы и оценивается коэффициентом полезного действия.
Таблица 1. Общая характеристика энергетических систем
система | мощность, дж*кг*мин -1 | максимальная мощность | ёмкость, кДж*кг -1 | субстраты | основное ограничение | существенная роль | время восстановления |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Фосфогенная | 3770 | 6-12 секунд, Время развёртывания: 0,5-0,7 сек | 630 | АТФ, КФ | содержание КФ | интенсивная кратковременная работа 2-30 сек | 40-60 мин |
Лактатная | 2500 | 60-180 секунд Время развёртывания: через 20-40 сек | 1050 | глюкоза, гликоген | накопление молочной кислоты | кратковременная интенсивная работа от 3 сек до 3-х минут | 2-5 час |
Аэробная | 1250 | 6-10 минут. Время развёртывания: через 2-3 мин | ∞ | глюкоза, гликоген | количество гликогена, скорость доставки О 2 | 5-24 час | |
жирные кислоты | скорость доставки О 2 | Сутки, несколько суток |
Данные в таблице 1 получены путём измерения данных показателей у высококвалифицированных спортсменов. У нетренированных людей данные значения ниже.
Теперь остановимся поподробнее на отдельных энергетических системах.
Креатинфосфатная (фосфогенная, алактатная) система
АТФ в этой системе образуется в результате реакции Ломана, которая происходит в присутствии фермента креатинфосфаткиназы.
АДФ + КреатинФосфат → АТФ + креатин
Запасы креатинфосфата в волокне в 3-4 раза выше, чем АТФ. Но этого количества хватает для использования его в качестве источника энергии только на начальном этапе работы мышцы в первую минуту, до момента активизации других более мощных источников. По окончании работы мышцы реакция Ломана идет в обратном направлении, и запасы креатинфосфата в течение нескольких минут восстанавливаются.
Эта система определяет алактатную работоспособность мышц.
Максимальная алактатная мощность зависит от:
1. концентрации и активности фермента креатинфосфаткиназа (переносящего фосфатную группу с креатинфостфата на АДФ).
2. концентрации креатинфосфата.
Длительность удержания максимальной алактатной мощности составляет 6-12 секунд.
Алактатная емкость зависит от запасов креатинфосфата в мышце.
Эффективность креатинфосфаткиназной реакции очень велика (76%), так как реакция протекает непосредственно между двумя веществами на миофибриллах.
Лактатная (гликолитическая, лактацидная) система
Гликолиз – это процесс распада одной молекулы глюкозы на две молекулы молочной кислоты с выделением энергии, достаточной для фосфорилирования двух молекул АТФ, протекает в саркоплазме под воздействием 10 ферментов.
C 6 H 12 O 6 + 2H 3 PO 4 + 2АДФ → 2C 3 H 6 O 3 + 2АТФ + 2H 2 O
Гликогенолиз – это процесс распада гликогена.
N + 3H 3 PO 4 + 3АДФ → 2C 3 H 6 O 3 + n-1 + 3АТФ + 2H 2 O
Для работы этой системы используются в основном внутримышечные запасы гликогена, а также глюкоза, поступающая из крови.
Гликолиз протекает без потребления кислорода и способен быстро восстанавливать запасы АТФ в мышце. Достигает максимума через 30-40 секунд интенсивной работы.
Эта система определяет лактатную работоспособность мышц.
Максимальная лактатная мощность определяется главным образом концентрацией и активностью ключевых ферментов гликолиза, которые зависят от:
1. устойчивости ферментов гликолиза к повышению кислотности среды, которая ингибирует их активность.
2. устойчивости кислотно-щелочного равновесия внутренней среды мышц, в условиях усиленной выработки молочной кислоты.
Время удержания максимальной мощности данного метаболического процесса составляет 60-180 секунд.
Гликолитическая емкость определяется главным образом запасами гликогена в мышцах, гликоген печени для процессов гликолиза не обладает достаточной мобильностью.
Метаболическая эффективность гликолиза оценивается значениями КПД порядка 0,35-0,52. Это означает, что почти половина всей выделяемой энергии превращается в тепло и не может быть использована в работе.
Умеренный сдвиг pH в кислую сторону активирует работу ферментов дыхательного цикла в митохондриях и усиливает аэробное энергообразование.
Значительное накопление молочной кислоты, появление избыточного СО 2 , изменение рН и гипервентиляция лёгких, отражающие усиление гликолиза в мышцах, обнаруживаются при увеличении интенсивности нагрузки более 50% максимальной аэробной мощности. Этот уровень нагрузки обозначается, как порог анаэробного обмена (ПАНО). Чем раньше он будет достигнут, тем быстрее вступит в действие гликолиз, сопровождающийся накоплением молочной кислоты и последующим развитием утомления работающих мышц.
Величина ПАНО является важным показателем эффективности энергообразования в мышцах, роста степени тренированности, который широко используется при биохимическом контроле функционального состояния спортсмена. С ростом степени тренированности на выносливость ПАНО увеличивается, т.е. наступает при более интенсивной работе.
Миокиназная реакция
«Аварийный» путь ресинтеза АТФ:
АДФ + АДФ → АТФ + АМФ
Происходит в мышцах при значительном увеличении концентрации АДФ в саркоплазме. Такая ситуация возникает при выраженном мышечном утомлении, когда другие пути ресинтеза АТФ уже не справляются.
Эта реакция так же обратима и используется для поддержания постоянного уровня АТФ в мышцах.
Аэробная (кислородная, окислительная) система.
В обычных условиях аэробный механизм ресинтеза АТФ обеспечивает около 90% общего количества АТФ, ресинтезируемой в организме.
Окисление протекает в митохондриях под воздействием специальных ферментов и требует затрат кислорода, а соответственно и времени на его доставку. Такие процессы называются аэробными. Окисление происходит в несколько этапов, сначала идет гликолиз (см. выше), но образовавшиеся в ходе промежуточного этапа этой реакции две молекулы пирувата не преобразуются в молекулы молочной кислоты, а проникают в митохондрии, где окисляются в цикле лимонной кислоты до углекислого газа и воды, давая энергию для производства еще 36 молекул АТФ.
C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 38АДФ + 38H 3 PO 4 → 6CO 2 + 44H 2 О + 38АТФ
Итого распад глюкозы по аэробному пути дает энергию для восстановления 38 молекул АТФ. Т.е. окисление в 19 раз эффективнее гликолиза. Если во время гликолиза организм усваивает в виде АТФ лишь 3% энергии, заложенной в молекуле глюкозы, то при аэробном окислении этот показатель равен 55% (включая те самые 3%). К тому же аэробное окисление может использовать более энергоемкие субстраты, такие как жиры, которые дают в 2 раза больше энергии, чем то же количество углеводов.
Субстратами окисления являются любые органические вещества: белки, жиры, углеводы. Долевое участие будет зависеть от характера работы:
Эта система определяет аэробную работоспособность мышц.
Максимальная аэробная мощность зависит главным образом от:
1. плотности митохондрий в мышечных волокнах;
2. концентрации и активности окислительных ферментов;
3. скорости поступления кислорода вглубь волокна.
Объем кислорода доступного для окислительных реакций лимитируется:
1. состоянием кардио-респираторной системы;
2. капилляризация мышц;
3. концентрация миоглобина;
4. диаметр мышечного волокна (чем меньше диаметр волокна, тем лучше оно снабжается кислородом и тем выше его относительная аэробная мощность).
Показатель количества кислорода, усваиваемого единицей массы тела за единицу времени – МПК (максимальное потребление кислорода).
Скорость производства АТФ за счет окисления достигает максимальных значений на 2-3-й минуте работы, что связано с необходимостью развертывания множества процессов, обеспечивающих доставку кислорода к митохондриям. Время удержания максимальной аэробной мощности составляет примерно 6 минут, в дальнейшем аэробная мощность снижается по причине усталости всех активно работающих систем организма.
Аэробная ёмкость очень высокая, т.к. для окисления используются любые органические вещества.
Метаболическая эффективность этого механизма – около 50%. Она определяется по ПАНО: у нетренированных людей ПАНО наступает при потреблении кислорода примерно 50% от МПК, а у высокотренированных на выносливость – при 80-90% от МПК.
Общая характеристика аэробных физических нагрузок
В спортивный практике к упражнениям аэробного характера относят длительные физические упражнения, где относительный вклад аэробного процесса в затратах энергии превышает 70%.
К аэробным циклическим упражнениям (по Я.М.Коцу, 1986) относятся:
1. упражнения максимальной аэробной мощности (3-10 минут);
2. упражнения близкой к максимальной аэробной мощности (10-30 минут);
3. упражнения субмаксимальной аэробной мощности (30-80 минут);
4. упражнения средней аэробной мощности (80-120 минут);
5. упражнения малой аэробной мощности (более 120 минут).
Аэробный механизм является основным при таких видах спорта, как: бег на дистанции 5-25 км, велогонки, плавание на 800-1500 м, бег на коньках на 5-10 км и др.
Ёмкость аэробного механизма, которая в значительной степени определяется запасами гликогена в скелетных мышцах и печени, а также уровнем утилизации кислорода мышцами, существенно повышается уже в течение 1,5-2 месяцев тренировки на выносливость.
Мощность аэробного механизма, которая зависит от МПК и активности окислительных ферментов, также увеличивается в процессе адаптации к мышечной деятельности через 2-3 месяца тренировок.
Аэробная направленность физических нагрузок происходит, как правило, в зоне умеренной мощности. При этом упражнения выполняются при максимуме аэробного производства энергии.
Кислородный запрос может достигать 500-1500 л, кислородный долг не превышает 5 л (до 10%). Содержание молочной кислоты в крови составляет 0,6-0,8 г*л-1. В ходе работы она может извлекаться тканями и аэробно окисляться в них.
Вследствие усиленного использования запасов гликогена в печени, содержание глюкозы в крови становится ниже 0,8 г*л-1. В моче в значительном количестве появляются продукты распада белков. Отмечается потеря организмом воды и минеральных солей.
Основными упражнениями для развития аэробных процессов энергообеспечения будут физические нагрузки, относящиеся к зоне большой и умеренной мощности с интенсивностью работы на уровне ПАНО и 100% МПК.
Работа энергетических систем во время аэробной физической нагрузки
Для большей вариабельности рассмотрим несколько вариантов аэробной физической нагрузки.
При беге на длинные дистанции (5 и 10 км) аэробное окисление углеводов является основным механизмом энергообеспечения работы, так как на его долю приходится до 87% общих затрат энергии на дистанции 5 км и 97% на дистанции 10 км.
Вклад анаэробных источников на этих дистанциях также достаточно большой. Он может достигать 15% общих затрат энергии и играет важную роль при финишном ускорении, приносящем победу при беге на длинные дистанции.
Наиболее значительным фактором, влияющим на выносливость, является кислородное снабжение работающих мышц, поскольку потребление кислорода во время бега поддерживает максимальную скорость окисления углеводов. Порог анаэробного обмена у стайеров при работе достигается при 75-90% МПК.
При марафонском беге затраты энергии восполняются исключительно за счёт аэробного процесса. Погашение этих затрат невозможно только за счёт окисления углеводов из-за недостаточности запасов гликогена в работающих мышцах спортсмена, поэтому значительная часть энергии образуется за счёт окисления жиров, на долю которых может приходится от 10 до 50% общих затрат энергии.
Вклад жиров на длинных и сверхдлинных дистанциях у высокотренированных бегунов с большими запасами гликогена в работающих мышцах составляет 12-20%, у нетренированных бегунов – более 80%. Всего на дистанции марафонского бега окисляется около 300 г жиров.
Использование жиров в качестве источника энергии менее эффективно по сравнению с окислением углеводов, так как происходит с более низкой скоростью и с большим потреблением кислорода.
Рис 2. Механизмы энергообеспечения бега на 10 000 м и марафонского бега (пунктирная черта показывает момент исчерпания запасов гликогена)
При длительной работе наряду с увеличением использования в энергетическом обмене жиров может происходить новообразование углеводов из веществ неуглеводной природы (глюконеогенез).
Основным субстратом глюконеогенеза являются аминокислоты, часть которых накапливается в мышце при работе в результате распада тканевых белков.
Рассмотрим, как включаются в работу энергетические системы во время аэробных физических нагрузок.
Таблица 2. Вклад различных источников энергии в обеспечение ресинтеза АТФ при беге в аэробном режиме работы (в %).
Дистанция, м | Креатинфосфат | Анаэробное окисление гликогена мышц | Аэробное окисление гликогена мышц | Глюкоза крови (гликоген печени) | Жирные кислоты |
---|---|---|---|---|---|
1500 | Минимальный | 25 | 75 | - | - |
5000 | Минимальный | 12,5 | 87,5 | - | - |
10000 | Минимальный | 3 | 97 | - | - |
Марафон | - | - | 75 | 5 | 20 |
Супермарафон (84 км) | - | - | 35 | 5 | 60 |
24-часовой забег | - | - | 10 | 2 | 88 |
При переходе из состояния покоя к мышечной деятельности потребности в кислороде возрастает в несколько раз, но сразу она не может быть удовлетворена. Необходимо время, чтобы усилилась деятельность кардиореспираторной системы, чтобы кровь, обогащённая кислородом смогла дойти до работающих мышц. По мере усиления активности работы этих систем постепенно увеличивается потребление кислорода в работающих мышцах. Скорость потребления кислорода увеличивается до тех пор, пока не наступит истинное устойчивое состояние метаболических процессов, при котором потребление кислорода в данный момент времени точно соответствует потребности организма в нём (кислородному запросу).
До этого момента потребность организма в энергии обеспечивается большей частью за счёт работы анаэробных энергетических систем. Как мы уже отмечали выше, скорость развёртывания креатинфосфатной системы до полной мощности – доли секунды, лактатной – около половины минуты. В зависимости от того, какой кислородный запрос работы имеет нагрузка, кислородный дефицит на начальном её этапе восполняется за счёт разного участия анаэробных систем, но в любом случае развёртывания этих систем на полную мощность при нагрузках аэробного характера не требуется. В результате происходит накопление в организме недоокисленных продуктов анаэробного распада.
Рис 3. Кислородный приход, кислородный дефицит и кислородный долг при аэробной работе (а) лёгкой, (б) тяжёлой интенсивности. 1 – быстрый, 2 – медленный компоненты кислородного долга.
При работе в устойчивом состоянии часть анаэробных метаболитов может окисляться за счёт усиления аэробных реакций в процессе работы, а другая их часть устраняется после работы.
При выполнении работы с уровнем запроса около 50% МПК прирост концентрации молочной кислоты невелик (до 0,4-0,5 г/л), а при выполнении продолжительных нагрузок с уровнем запроса 50-85% МПК, возрастает до 1-1,5 г/л. Концентрация молочной кислоты значительно возрастает в первые 2-10 минут работы, а затем либо остаётся на прежнем уровне, либо снижается. То есть максимальная концентрация молочной кислоты в крови наблюдается до тех пор, пока не установилось устойчивое состояние, создающее условия для аэробного её окисления.
Для восстановления энергетических источников и окисления недоокисленных продуктов требуется дополнительное количество кислорода, поэтому некоторое время после окончания работы потребление его продолжает оставаться повышенным по сравнению с уровнем покоя. Этот излишек потребления кислорода в период восстановления получил название «кислородный долг».
Кислородный долг всегда больше кислородного дефицита. Чем больше интенсивность и продолжительность работы, тем кислородный долг выше.
После работы в устойчивом состоянии кислородный долг наполовину восполняется уже за 30 секунд, а полностью через 3-5 минут. После интенсивной работы «погашение» долга происходит в две фазы.
Быстрый (алактатный) компонент кислородного долга включает то количество кислорода, которое необходимо для ресинтеза АТФ и креатинфосфота. Он характеризует вклад креатинфосфатной энергетической системы в обеспечении выполненной работы.
Медленный (лактатный) компонент кислородного долга включает то количество кислорода, которое необходимо для окисления образовавшейся молочной кислоты при выполнении работы. Его величина характеризует участие лактатной энергетической системы, а при длительной работе – и других процессов, долю которых оценить весьма затруднительно. Медленный компонент устраняется наполовину за 15-25 минут, а полностью – за 1,5-2 часа.
Подводя итог, хочется отметить следующее:
Во время аэробной физической нагрузки работают все энергетические системы организма, но подавляющую роль играет аэробная система;
Все системы начинают работать одновременно с началом нагрузки, но за счёт разной скорости развёртывания процессов энергообразования, аэробная система полностью обеспечивает кислородный запрос не сразу, и на начальном этапе (несколько минут) кислородный приход компенсируют анаэробные энергетические системы.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Волков Н.И., Несен Э.Н., Осипенко А.А., Корсун С.Н. Биохимия мышечной деятельности – Киев: Олимпийская литература, 2000
2. Граевская Н.Д., Долматова Т.И. Спортивная медицина: Курс лекций и практические занятия. В 2х частях. – М.: Советский спорт, 2004
3. Ким Н.К., Дьяконов М.Б. Фитнес. Учебник – М.: Советский спорт, 2006
4. Макарова Г.А. Медицинский справочник тренера – М.: Советский спорт, 2004
5. Руненко С.Д. Фитнес: мифы, иллюзии, реальность – М.: Советский спорт, 2005
6. Протасенко В.А. Думай! Или "Супертренинг" без заблуждений, - журнал «Мускуляр», 2001
7. Хоули Э., Дон Френкс Б. Руководство инструктора оздоровительного фитнеса – Киев. Олимпийская литература, 2004
На схеме основных систем человеческого организма, приведенной в начале книги, мы обозначили систему подачи энергии. В персональном компьютере эту функцию выполняет система электропитания. К огромному сожалению до сих пор нет научно-обоснованного способа измерять количество энергии в организме, подобно тому, как мы замеряем количество электричества при помощи амперметра.
Специалист китайской медицины определяет уровень Ци и Крови пациентов по внешним признакам – состоянию волос и кожных покровов, цвету губ и десен, налету на языке… Выводы достаточно субъективны, мнения разных врачей часто не совпадают. Поэтому мы с группой ученых из Шанхая задумали начать работы по созданию прибора замера уровня энергии человека, надеемся, что в ближайшем будущем такой прибор будет взят на вооружение.
Пока же прибора, объективно оценивающего уровень Ци и Крови в организме человека не существует в природе. Тем не менее, на основании классических медицинских трактатов и многолетних наблюдений, мы можем предложить способ определения энергетического статуса организма и описание каждого уровня. На основании этого, мы сможем понять причину болезни, а зная причину, можно найти и способы лечения.
Пять уровней мы будем определять в терминах китайской медицины с переводом на современный язык, поэтому вы можете самостоятельно оценить энергетическое состояние своего организма, понять на каком уровне он находится.
Пять уровней энергетического статуса организма и связанные с этим заболевания и симптомы
Уровень здоровья
Все органы и системы пребывают в гармонии, нет отклонения ни в сторону Ян, ни в сторону Инь. Гармония – идеальное состояние, все методы лечения в китайской медицине направлены на достижение баланса. Признаки уровня здоровья: тело хорошо развито и пропорционально, кожа лица розоватая и гладкая, характер спокойный, образ жизни правильный (режим труда и отдыха сбалансирован). Так как защитные способности организма очень высоки, болезни нелегко попасть в организм. Людей с таким уровнем здоровья встретишь не часто, возможно, только люди, долго и серьезно практикующие цигун или йогу, могут поддерживать данное состояние организма. Мне таких видеть не довелось. Возможно, потому, что им незачем искать помощи у врача.
Уровень «Недостаток Ян» («Ян Сюй»)
Уровень энергии несколько ниже идеального. Причин этому может быть много – привычка поздно ложиться спать, неправильное питание… Защитные способности снижаются, и болезни уже на пороге. Но в организме достаточно энергии, чтобы справиться с непрошеными гостями, и в разных частях и органах тела идут настоящие сражения с агрессорами, проявляющиеся теми или иными симптомами. Многие люди, которые часто подвергаются атакам болезней, считают себя болезненными и слабыми физически. На этом уровне энергетики находятся те, кто склонен к простудным заболеваниям (часто с высокой температурой) и аллергическим реакциям.
Уровень «Недостаток Инь» («Инь Сюй»)
Если тенденция к падению энергетики не корректируется вовремя, организм переходит в следующую фазу. Недостаток энергии приводит к сбою систем самодиагностики и восстановления. На этом этапе, если вторгшаяся в организм болезнь или повреждение внутреннего органа не несут непосредственной угрозы для жизни, организм может отложить восстановительные работы до лучших времен. Энергии в нем хватает только для поддержания ежедневных нужд. Организм не оказывает сопротивления болезням, поэтому нет и никаких неприятных симптомов, азве что по цвету лица и форме тела опытный врач может определить непорядок.
Люди, организм которых пребывает в такой стадии, составляют большинство в нашем индустриальном обществе. Многие из них считают себя совершенно здоровыми, работают на износ, спать ложатся за полночь. Но отсутствие болезней говорит лишь о том, что истощающий последние крохи энергии организм просто не может себе позволить заболеть.
У людей, организм которых находится на данном уровне энергетики, настроение обычно улучшается к вечеру. Это происходит потому, что спродуцированной за сутки энергии недостаточно для пополнения ежедневного овердрафта, вследствие чего недостающая порция поставляется из резервов. О таких людях можно сказать, что у них не хватает сил, чтобы болеть, и болезни просто тихо развиваются в теле.
Как долго сможет человек находиться на данной стадии энергетики, угадать сложно, это индивидуально для каждого конкретного человека. Многое зависит от условий жизни в детстве и юности, когда происходит накопление основных энергетических запасов. Зависит и от того, может ли такой человек время от времени выкраивать время для отдыха и восполнения сил.
На основании собственных наблюдений, могу от метить, что те, кто вырос в деревне, имеют больше шансов, чем те, кто рос в городе. Объяснить это можно тем, что в деревнях люди, обычно, раньше ложатся спать, в результате накапливают больше запасов ци и крови. Современные дети часто укладываются спать достаточно поздно, значит запасов энергии у них будет недостаточно, что способствует возможному раннему развитию серьезной болезни.
Уровень «Недостаток Ян и Инь» («Инь Ян Лян Сюй»)
Если энергия продолжает бездумно расходоваться, а ее запасы не пополняются, то организм начинает активно пожирать стратегические запасы энергии (Хо). В этот период человек часто испытывает упадок сил, плохое настроение. На этом уровне для получения необходимой энергии организм может начать «добывать» ее из мышечной или другой ткани.
Зачастую, на этапе, когда запасы подходят к концу, усталость и нежелание вести активную деятельность могут заставить человека отдохнуть и набраться сил, так срабатывают защитные силы организма.
Уровень истощения энергии («Сюэ Ци Ку Цзе»)
Когда пополнение запасов по какой-то причине не происходит, энергетический статус продолжает снижаться и доходит до уровня, который в китайской медицине называется «Истощение Инь и Ян», то есть запасы энергии использованы и не пополняются. На этом этапе диагностируют обычно огонь в печени, бессонницу, повышение настроения и активности к ночи. Но чем меньше человек спит, тем меньше остается энергии, тем сильнее огонь в печени – так возникает порочный круг. Канал желчного пузыря блокируется, желудочный сок перестает расщеплять пищу, делать из нее сырье для производства крови, питательные вещества практически не усваиваются.
Развивающиеся на данном этапе болезни – это очень серьезные болезни, так как организмом уже утеряна даже способность контролировать внутренние органы. Может развиться рак, почечная недостаточность, красная волчанка, произойти инсульт… В организме, пребывающем в таком состоянии, в очень короткий промежуток времени возможен отказ по очереди практически всех органов. Фактически нарушения в работе одного органа влекут отказ других органов и систем.
На рисунке 4 далее показано как падает и растет уровень энергии. Падение энергетики обычно происходит очень медленно, каждый этап может продолжаться десятилетиями. А повышение уровня про исходит достаточно быстро, за несколько месяцев, словно мы подключаем батарею к зарядному устройству – полчаса и можно целый день использовать телефон или ноутбук. Время зарядки исчисляется минутами, а время расходования – часами. Если прислушаться к изложенным здесь рекомендациям, ложиться спать рано, рано вставать, простукивать канал желчного пузыря, то уровень энергии пополнится очень быстро. Практически хватает одного месяца правильного образа жизни, чтобы человек почувствовал благотворные результаты – сил прибавится, настроение улучшится. А через 4 – 5 месяцев вы сами себя не узнаете, будете удивлять близких здоровым видом.
За год правильного образа жизни большинство людей могут произвести апгрейд своего организма до уровня «Недостаток Ян». Но нужно иметь в виду, что, когда количество энергии достигнет уровня «Недостаток Инь», процесс может значительно замедлиться – организм приступит к борьбе со скрытыми и отложенными до лучших времен заболеваниями. На переходе к уровню «Недостаток Ян» скорость еще более замедлится, организм начнет разбираться со спрятанными очень глубоко болезнями. Скорость восполнения энергии зависит от того, как много конкретный организм накопил недугов, каковы эти недуги, насколько они серьезны.
Независимо от того, на каком энергетическом уровне пребывает организм, для излечения большинства болезней необходимо всего лишь повысить уровень энергии, затем повышать его изо дня в день. Болезни внутренних органов и хронические болезни есть не что иное, как признак недостатка энергии. Поэтому только при восполнении запасов энергии появляется шанс избавиться от этих болезней.
Рисунок 4
Похожая информация.
В зависимости от интенсивности и длительности физической активности, а также от уровня фитнес подготовки, наше тело пользуется тремя энергетическими системами: моментальной, краткосрочной и долговременной.
Моментальная
энергия предназначена для движений, которые длятся меньше 3 секунд. Примеры таких движений: быстрый подъём веса, прыжок, удар теннисной ракеткой по мячу, метание диска. Краткосрочная
энергия используется для действий, продолжительностью от 3 до 60 секунд, таких как бег на 100 и 400 метров. Долговременная
энергия предназначена для событий, которые длятся больше 2 минут: бег на длинные дистанции, плавание, большинство командных видов спорта (футбол, баскетбол, хоккей).
За исключением самых коротких действий (подъём штанги в тяжёлой атлетике), наше тело использует все 3 энергетических системы одновременно. Например, когда вы играете в теннис, вы пользуетесь моментальной энергией в момент отбивания подачи, а восстанавливаете энергетические запасы с использованием краткосрочной и долговременной систем.
Откуда берется энергия, расходуемая на физическую деятельность и поддержание жизнедеятельности клеток? Ученые дают следующий ответ. Энергия, освобождаемая при окислении углеводов, жиров и белков, используется для образования в клетке универсального химического «топлива» - аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Без нее невозможна жизнедеятельность клетки.
АТФ – это запас энергетического топлива и основа всех трех энергетических систем: именно за счет аденозинтрифосфорной кислоты расщепляются пищевые молекулы и образуются новые, энергетически ценные, соединения. Этот процесс лежит в основе всех трех источников образования энергии.
Моментальная энергия: компонентами этой системы являются аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) и креатинфосфат (КФ).
Эта энергия позволяет действовать немедленно в ситуациях, когда необходимо молниеносно двигаться: подхватить падающего ребёнка или отбить мяч в волейбольном матче. Во время таких движений АТФ расщепляется на аденозиндифосфорную и фосфорную кислоты и высвобождает энергию, которая используется для сокращения мышц.
Все процессы, происходящие в организме, как-то: сокращение мышц, передача нервных импульсов, кровообращение, синтез тканей, пищеварение, секреция желез – происходят именно за счет АТФ.
Запасы АТФ в организме невелики: их количество рассчитано всего лишь на несколько секунд работы мышц при максимальной нагрузке. Поэтому процессы синтеза АТФ в организме идут беспрерывно.
Поскольку запасы АТФ очень ограничены - её запасы немедленно пополняются с помощью расщепления креатинфосфата. КФ разлагается быстро и анаэробно (без кислорода), представляя, таким образом, своеобразную «резервную топливную станцию».
Даже во время самых интенсивных занятий уровень АТФ остаётся высоким, но уровень КФ быстро падает. Через несколько секунд уже требуется подключение систем краткосрочной и долговременной энергии для того, чтобы восстановить уровни АТФ и КФ. Такое переключение на другие системы становится критичным, поскольку мышцы могут оцеренеть и перестать функционировать без пополнения запасов АТФ.
Краткосрочная энергия: анаэробная система.
Краткосрочная энергия подходит для того, чтобы быстро взбежать по ступеням на 4 этаж или для того, чтобы сделать 10 выпадов с гантелями.
Эта энергетическая система ресинтезирует АТФ путём расщепления сахара крови (глюкозы) и гликогена, запасённого в печени и мышцах. Для этого не требуется кислород, поэтому другое название системы – анаэробная, то есть безкислородная.
Возможности этой энергетической системы также ограничены, но она может производить достаточное количество АТФ в короткий период времени. Это делает её наиболее важной системой для интенсивных, но коротких по времени нагрузок.
Интенсивные, но короткие занятия, основанные на краткосрочной анаэробной системе, приводят к образованию молочной кислоты. Молочная кислота представляет собой источник энергии для нашего тела. Наибольшее количество молочной кислоты образуется после 60-180 секунд максимальных нагрузок.
Во время таких интенсивных тренировок как, например, упражнения с отягощением, мы производим значительное количество молочной кислоты и из-за этого появляется чувство «жжения» в мышцах и мы быстро устаём. Однако если уровень нагрузки снижается, то период работоспособности значительно увеличивается вследствие подключения аэробного механизма выработки энергии, при котором происходит окисление кислородом молочной кислоты.
Долговременная энергия: аэробная система.
Эта энергия используется для долгих прогулок, велосипедных путешествий и видов спорта, продолжительных по времени. В сущности, любая активность, которая продолжается дольше 2-5 минут, полагается на аэробные системы организма.
Другое название для аэробной системы – окислительная система. Оно отражает то, что для генерирования АТФ окислительная система нуждается в кислороде. И хотя аэробная система не может производить энергию также быстро, как моментальная и анаэробная, зато она может обеспечивать её в течение длительного времени.
Для того, чтобы аэробная энергетическая система работала, кислород должен быть доставлен из воздуха к клеткам. Кислород доставляется с помощью кардиореспираторной системы. Для её хорошего функционирования требуются здоровые лёгкие для того, чтобы доставлять кислород, и сильное сердце для перекачивания обогащённой кислородом крови от лёгких к клеткам. Регулярные тренировки увеличивают способность сердца перекачивать кровь и способность лёгких доставлять кислород из воздуха в кровоток.
Когда кислород достигает клеток, он попадает в специальные клеточные структуры – митохондрии. Митохондрии
производят большинство адезинтрифосфорной кислоты (АТФ). Они содержат ферменты, которые запускают химические реакции для извлечения энергии из продуктов, которую мы едим. Эта энергия обеспечивает мышечные сокращения, создание новых белков и работает в тысячах других клеточных функций.
Все энергетические системы действуют сообща. Процент, который обеспечивает та или иная система зависит от того, как долго и с каким усилием человек двигается, а также от уровня его подготовки. Системы не изолированы друг от друга, они плавно перетекают друг в друга и могут частично совпадать в процессе движения.
Дата: 2010-03-28
Ни одно движение не может быть выполнено без затрат энергии. Единственным универсальным и прямым источником энергии для мышечного сокращения служит аденозинтрифосфат -АТФ; без него поперечные "мостики лишены энергии и актиновые нити не могут скользить вдоль миозиновых, сокращения мышечного волокна не происходит. АТФ относится к высокоэнергетическим (макроэргическим) фосфатным соединениям, при расщеплении (гидролизе) которого выделяется около 10 ккал/кг свободной энергии. При активизации мышцы происходит усиленный гидролиз АТФ, поэтому интенсивность энергетического обмена возрастает в 100-1000 раз по сравнению с уровнем покоя. Однако, запасы АТФ в мышцах сравнительно ничтожны и их может хватить лишь на 2-3 секунды интенсивной работы. В реальных условиях для того, чтобы мышцы могли длительно поддерживать свою сократительную способность, должно происходить постоянное восстановление (ресинтез) АТФ с той же скоростью, с какой он расходуется. В качестве источников энергии при этом используются углеводы, жиры и белки. При полном или частичном расщеплении этих веществ освобождается часть энергии, аккумулированная в их химических связях. Эта освободившаяся энергия и обеспечивает ресинтез АТФ (см. табл.).
Энергетические резервы человека (с массой тела 75 кг)
Биоэнергетические возможности организма являются наиболее важным фактором, лимитирующим его физическую работоспособность. Образование энергии для обеспечения мышечной работы может осуществляться анаэробным (бескислородным) и аэробным (окислительным) путем. В зависимости от биохимических особенностей протекающих при этом процессов принято выделять три обобщенных энергетических системы, обеспечивающих физическую работоспособность человека:
алактная анаэробная, или фосфагенная, связанная с процессами ресинтеза АТФ преимущественно за счет энергии другого высокоэнергетического фосфатного соединения - креатинфосфата (КрФ);
гликолитическая (лактацидная) анаэробная, обеспечивающая ресинтез АТФ и КрФ за счет реакций анаэробного расщепления гликогена или глюкозы до молочной кислоты (МК);
аэробная (окислительная), связанная с возможностью выполнения работы за счет окисления энергетических субстратов, в качестве которых могут использоваться углеводы, жиры, белки при одновременном увеличении доставки и утилизации кислорода в работающих мышцах.
Каждый из перечисленных биоэнергетических компонентов физической работоспособности характеризуется критериями мощности, емкости и эффективности (см. рис.1).
Рис. 1. Динамика скорости энергопоставляющих процессов в работающих мышцах в зависимости от продолжительности упражнения (по Волковоу Н.И., 1986)
Критерий мощности оценивает то максимальное количество энергии в единицу времени, которое может быть обеспечено каждой из метаболических систем.
Критерий емкости оценивает доступные для использования общие запасы энергетических веществ в организме, или общее количество выполненной работы за счет данного компонента.
Критерий эффективности показывает, какое количество внешней (механической) работы может быть выполнено на каждую единицу затрачиваемой энергии.
Фосфагенная система представляет собой наиболее быстро мобилизуемый источник энергии. Ресинтез АТФ за счет креатинфосфата во время мышечной работы осуществляется почти мгновенно. При отщеплении фосфатной группы от КрФ высвобождается большое количество энергии, которая непосредственно используется для восстановления АТФ. Поэтому КрФ является самым первым энергетическим резервом мышц, используемым как немедленный источник регенерации АТФ. АТФ и КрФ действуют как единая система энергоснабжения мышечной деятельности. Эта система обладает наибольшей мощностью по сравнению с гликолитической и аэробной, и играет основную роль в обеспечении кратковременной работы предельной мощности, осуществляемой с максимальными по силе и скорости сокращениями мышц: при выполнении кратковременных усилий "взрывного" характера, спуртов, рывков, как, например, спринтерский бег, прыжки, метания или удары рукой и ногой в рукопашном бою и т. п. Наибольшая мощность алактатного анаэробного процесса достигается в упражнениях продолжительностью 5-6 секунд и у высоко подготовленных спортсменов достигает уровня 3700 кДж/кГ в минуту. Однако емкость этой системы невелика в связи с ограниченностью запасов АТФ и КрФ в мышцах. Вместе с тем, время удержания максимальной анаэробной мощности зависит не столько от емкости фосфагенной системы, сколько от той ее части, которая может быть мобилизована при работе с максимальной мощностью. Расходуемое количество КрФ во время выполнения упражнений максимальной мощности составляет всего лишь примерно одну треть от его общих внутримышечных запасов. Поэтому продолжительность работы максимальной мощности обычно даже у высококвалифицированных спортсменов не превышает 15-20 секунд.
Анаэробный гликолиз начинается практически с самого начала работы, но достигает своей максимальной мощности лишь через 15-20 секунд работы предельной интенсивности, и эта мощность не может поддерживаться более 2.5 - 3.0 минут.
Гликолитическая анаэробная система характеризуется достаточно большой мощностью, достигая у высокотренированных людей уровня примерно 2500 кДж/кГ в минуту. Энергетическими субстратами при этом служат углеводы - гликоген и глюкоза. Гликоген, запасаемый в мышечных клетках и печени - это цепочка молекул глюкозы (глюкозных единиц). При расщеплении гликогена его глюкозные единицы последовательно отщепляются. Каждая глюкозная единица из гликогена восстанавливает 3 молекулы АТФ, а молекула глюкозы - только 2 молекулы АТФ. Из каждой молекулы глюкозы образуется 2 молекулы молочной кислоты (МК). Поэтому при большой мощности и продолжительности гликолитической анаэробной работы в мышцах образуется значительное количество МК. Накапливающаяся в работающих мышечных клетках МК легко диффундирует в кровь и, до определенной степени концентрации, связывается буферными системами крови для сохранения внутренней среды организма (гомеостазиса). Если количество МК, образующейся в процессе выполнения работы гликолитической анаэробной направленности, превышает возможности буферных систем крови, то это приводит к их быстрому исчерпанию и вызывает сдвиг кислотно-щелочного равновесия крови в кислую сторону. В конечном итоге, это вызывает угнетение ключевых ферментов анаэробного гликолиза, вплоть до полного торможения их активности. При этом снижается скорость и самого гликолиза. Значительное закисление приводит также к уменьшению скорости алактатного анаэробного процесса и общему снижению мощности работы.
Продолжительность работы в гликолитическом анаэробном рижиме лимтируется в основном не количеством (емкостью) ее энергетических субстратов, а уровнем концентрации МК и степенью тканевой адаптации к кислотным сдвигам в мышцах и крови. Во время выполнения мышечной работы, обеспечиваемой преимущественно анаэробным гликолизом, резкого истощения мышечного гликогена и глюкозы в крови и печени не происходит. В процессе физической подготовки гипогликемия (снижение концентрации глюкозы в крови) может возникнуть по другим причинам.Для высокого уровня проявления гликолитической анаэробной способности (специальной выносливости) существенное значение имеет степень тканевой адаптации к происходящим при этом сдвигам кислотно-щелочного равновесия. Здесь особо выделяется фактор психической устойчивости, который позволяет при напряженной мышечной деятельности волевым усилием преодолевать возникающие с развитием утомления болезненные ощущения в работающих мышцах и продолжать выполнять работу, несмотря на усиливающееся стремление к ее прекращению.
При переходе от состояния покоя к мышечной деятельности потребность в кислороде (его запрос) возрастает во много раз. Однако, необходимо по крайней мере 1-2 минуты, чтобы усилилась деятельность кардио-респираторной системы, и обогащенная кислородом кровь могла быть доставлена к работающим мышцам. Потребление кислорода работающими мышцами увеличивается постепенно, по мере усиления деятельности систем вегетативного обеспечения. С увеличением длительности упражнения до 5-6 минут быстро наращивается скорость процессов аэробного образования энергии и, при увеличении продолжительности работы более 10 минут, энергообеспечение осуществляется уже почти целиком за счет аэробных процессов.Однако, мощность аэробной системы энегообеспечения примерно в 3 раза ниже мощности фосфагенной, и в 2 раза - мощности анаэробной гликолитической системы (см. табл.)
Основные биоэнергетические характеристики метаболических процессов - источников энергии при мышечной деятельности
Вместе с тем, аэробный механизм ресинтеза АТФ отличается наибольшей производительностью и экономичностью. В повседневных условиях жизни на его долю приходится иногда более 90% от общего количества энергопродукции организма. В качестве субстратов окисления при этом используются все основные питательные вещества: углеводы, жиры в виде аминокислот. Вклад белков в общий объем аэробной энергопродукции очень мал. А вот углеводы и жиры используются в качестве субстратов аэробного окисления до тех пор, пока они доступны мышцам.
Аэробное расщепление углеводов до определенной стадии (до образования пировиноградной кислоты) осуществляется так же, как и при анаэробном гликолизе. Но в аэробных условиях пировиноградная кислота не превращается в молочную кислоту, а окисляется далее до углекислого газа и воды, которые легко выводятся из организма. При этом из одной глюкозной единицы гликогена в конечном итоге образуется 39 молекул АТФ. Таким образом, аэробное окисление гликогена более эффективно, чем анаэробное. Еще больше энергии выделяется при окислении жиров. В среднем 1 моль смеси различных специфических организму человека жирных кислот обеспечивает ресинтез 138 молей АТФ. При одинаковом по весу расходе гликогена и жирных кислот, последние обеспечивают почти в три раза больше энергии, чем углеводы. Жиры, таким образом, обладают наибольшей энергоемкостью из всех биоэнергетических субстратов (см. табл.)
В мой мир |