Из всех этих расчетов и рассуждений следует один очень важный вывод: наиболее значительное количество энергии в организме человека, а также высокоорганизованных животных освобождается не при расщеплении белков, жиров и углеводов, входящих в состав пищи «пищеварительном тракте, а в процессе окисления пировиноградной кислоты или других органических веществ и при переносе водорода к кислороду, завершающемся образованием воды.
Чем меньше кислорода в окружающей среде, тем труднее образуется АТФ в организме
Каким же образом освобождающаяся при окислении энергия используется организмом?
Приблизительно половина энергии рассеивается в виде тепла. Оно крайне необходимо для поддержания постоянной температуры тела. Остальная часть энергии накапливается в виде богатых энергией фосфорных соединений.
Что представляют собой эти вещества? Как понять выражение «богатые энергией» соединения?
К числу таких соединений относится довольно большое количество веществ, в структуру которых входят непрочно связанные остатки фосфорной кислоты. Под влиянием различных ферментов они легко отщепляются, причем разрыв связей сопровождается освобождением большого количества свободной энергии, которая способна перейти в любой другой вид энергии — в механическую, электрическую, химическую, тепловую и т. д.
Когда человек здоров, в составе его мозга, мышц, внутренних органов содержится достаточное количество богатых энергией фосфорных соединений. Расщепление этих веществ позволяет производить нам мышечную работу, обеспечивает энергию передачи возбуждения по нервным волокнам, дает энергию и для других, весьма различных проявлений жизни.
Возможность образования в живом организме богатых энергией фосфорных соединений за счет энергии окисления была впервые доказана советским ученым, академиком В. А. Энгельгардтом в 1930 году. Это одно из самых замечательных открытий в области биохимической энергетики за последние десятилетия.
В дальнейшем наши и зарубежные ученые очень обстоятельно разработали проблему накопления, аккумуляции энергии в фосфорных соединениях. Прежде «сего исследования показали, что универсальным веществом, накапливающим энергию, является аденозинтрифосфат (сокращенно он называется АТФ). В состав этого вещества входят три остатка фосфорной кислоты, причем два из них непрочно связаны с остальной частью молекулы АТФ. Когда в результате сложных химических превращений такие связи разрываются, то освобождается энергия, необходимая организму для самых различных процессов жизнедеятельности.
Рассмотрим несколько примеров. Представьте себе работающее сердце. Огромное количество энергии требуется для проталкивания крови по сосудам. Энергия сокращения сердечной мышцы черпается из запасов АТФ. Далее во время сокращения сердечной мышцы ее клетки постоянно изнашиваются, разрушаются. Чтобы восстановить их структуру, также необходимы затраты АТФ.
Естественно, что количество АТФ должно все время пополняться. Если сердце по той или иной причине не получит из крови достаточного количества легко окисляемых веществ, «горючего», а также кислорода, необходимых для образования АТФ, то неизбежно пострадает или сила сердечных сокращений или процесс восстановления изнашивающейся ткани сердца. В том и другом случае наступит нарушение сердечной деятельности. Примерно то же самое можно сказать о любом органе и организме а целом.
Еще один пример. Всем известно, какие разнообразные процессы обмена веществ протекают в печени — органе, который образно называют важнейшей биохимической лабораторией организма. Здесь Происходит образование конечного продукта азотистого обмена — мочевины, синтез многих белков, в том числе и тех, которые входят в состав крови, окисление и синтез жирных кислот и т. д.
Все процессы биологического синтеза, протекающие в печени, идут с затратой энергии и требуют постоянного расхода АТФ. При нормальном снабжении печеночных клеток кровью АТФ беспрерывно образуется за счет энергии окислительных процессов. Но если снабжение печени кровью нарушится (например, у алкоголиков печеночные клетки замещаются соединительной тканью и в результате развивается цирроз печени) или притекающая кровь будет бедна кислородом, то траты АТФ не смогут своевременно восполняться. Это повлечет за собой постепенное нарушение процессов обмена веществ, происходящих в печени, тяжелое заболевание всего организма.
Итак, для образования и постоянного пополнения АТФ чрезвычайно важно снабжать все ткани кислородом.
Но только ли за счет энергии окислительных процессов образуется АТФ? Ведь даже а самых обычных условиях может наступить временный, относительный недостаток в снабжении организма или отдельных его органов и тканей кислородом.
Организм обладает замечательной способностью образовать АТФ за счет сбраживания углеводов. Этот процесс происходит без потребления кислорода, но он дает организму немного энергии. И хотя эффективность процесса бескислородного распада углеводов невелика, он может на некоторое время поддержать жизнь организма. Правда, к недостатку кислорода очень чувствительны такие важнейшие органы, как мозг, сердце, почки. Поэтому кислородное голодание нарушает в первую очередь деятельность именно этих органов.
В печени, отравленной алкоголем, плохо синтезируется АТФ
Жизнь нашего организма может нормально протекать только при постоянном обмене веществ с окружающей средой, движении, бесперебойной деятельности нервной системы и внутренних органов.
Все проявления жизни связаны с использованием свободной энергии, которая содержится в клетках организма в виде богатых энергией фосфорных соединений.
Непрерывный расход энергии требует постоянного ее пополнения. Вот почему так важно строго соблюдать рациональный режим труда, отдыха, питания.
Многие ученые ряда стран продолжают настойчивые исследования обмена энергии а организме.
Нет сомнений я том, что настанет время, когда будут полностью разгаданы все промежуточные звенья энергетических превращений в органах и тканях. Тогда мы сможем управлять этими процессами, с еще большим успехом обеспечивать человеку силу, бодрость, работоспособность — словом, полное здоровье.
На дверях этого светлого двухэтажного особняка, расположившегося недалеко от Останкинского лесопарка, можно прочесть табличку с необычным названием: Дом школьника.
Здесь проводят время группы продленного дня трех ближайших школ. Утром сюда спешат ребята, которые учатся во второй смене, а когда они уходят в школу, Дом заполняют учащиеся первой смены.
День в Доме начинается физкультурной зарядкой. Потом ребята завтракают и делают уроки. В Доме школьника 10 учебных групп, каждой отведена отдельная комната. Небольшие удобные стоянки с откидной крышкой, стулья по Росту, в шкафах — домашние платья: ребята надевают их вместо ученической формы и чувствуют себя как дома.
А когда сделаны уроки, можно и отдохнуть. Дети много гуляют на свежем воздухе, часто ходят в Останкинский лесопарк, бывают в Главном ботаническом саду. А сколько интересных развлечений, игр, полезных дел ждет их в самом Доме школьника! Здесь есть уютная игротека, помещения для работы кружков, библиотека, хорошо оборудованный спортивный зал.
Ребята играют в волейбол, баскетбол, увлекаются гимнастикой.
Дети, посещающие Дом школьника, любят труд. В своем садике они сами подрезают деревья, окапывают их. Работая летом в комбинате декоративного садоводства, они получили там семена и рассаду и посадили вокруг дома цветы.
А для своих подшефных — малышей из детского сада — школьники смастерили подставки для карандашей, кукольную мебель, девочки искусно сшили мягкие игрушки — совсем как из магазина! Маленькие мастерицы посещают кружок юных умельцев. Здесь их учат красиво вышивать, шить: девочки умеют сшить себе платье, сарафан, рубашку.