Текст книги "Основы лечения питанием на началах энергетики"

3-я глава
Энергия и пища

Нельзя рассматривать питание исключительно, как вопрос обмена веществ, и для выяснения его недостаточно одного химического исследования. Ради чего организм днем и ночью воспринимает кислород? Почему он с каждым дыханием выделяет углекислоту? Что происходит с теми пищевыми массами, которые не увеличивают веса тела, а следовательно не годны для построения организма? Каким образом питание повышает температуру тела и поставляет мускульную силу? Множество подобных вопросов остается еще необъясненными.

Всякое явление жизни есть действие сил, или точнее – действие энергии. В живом организме происходит постоянный обмен энергии, поэтому и питание является также вопросом обмена энергии, или вопросом энергетики, т. е. науки об энергии. Однако, прежде чем идти далее, следует ближе ознакомиться с энергетикой.

Энергией называется всякая сила, действующая в природе; она является причиной всех происходящих в природе явлений. Видимый свет, ощущаемая теплота, слышимый нами шум и звуки, все это – действие энергии. Энергия проявляется в различных видах. В снеговых массах, скученных на горных высотах, – пребывает энергия положения. Легкий толчок – и мощная лавина низвергается в долину, срывая и увлекая на своем пути дома, могучие деревья с корнями, животных и людей. После падения снеговая масса спокойно лежит внизу, в долине, – значит ее энергия израсходована и исчезла. Когда снеговые массы пришли в движение и с возрастающей скоростью устремились вниз, – пребывавшая в них энергия положения превратилась в энергию движения или в живую силу. Энергия положения, исчезнувшая при падении, была возмещена энергией движения. Если эти массы, достигнув долины, пришли в состояние покоя, значит их живая сила израсходовалась: она превратилась в движение воздуха, в одоление сопротивлений, в сотрясение почвы и в теплоту. Такие же виды и превращения энергии мы наблюдаем в водах, вытекающих из горных источников, бурными ручьями собирающихся в потоки и наконец, после долгого пути и тяжелой работы, успокаивающихся в море. Здесь, под влиянием солнечного зноя, вода испаряется, поднимается с теплым воздухом вверх и образует облака, из которых она опять падает на горы и снова начинает свой круговорот. Этот процесс, в первой половине, представляет собой одоление силы тяжести солнечной теплотой. В наибольшем отдалении от центра земли накопленная энергия этих водных масс находится как бы в дремлющем состоянии. В водах, устремляющихся вниз, эта энергия вновь расходуется до тех пор, пока дальнейшее приближение водных масс к центру притяжения станет невозможным. Тогда наступают равновесие и покой, так как произведенная солнцем работа вполне использована. Это простое и величественное явление природы крупными штрихами рисует нам картину всей жизни.

В приведенных примерах энергия проявляется в двух видах. В одном случае – скрытая, латентная, энергия положения, в другом – явная, доступная нашим чувствам, энергия, в виде живой силы лавины или движения текущей воды. Прочие виды энергии различаются по особенностям их проявлений, каковы: теплота, электричество, магнетизм и лучистые энергии, как напр., свет.

Есть еще вид энергии, которая, подобно энергии положения, пребывает в скрытом состоянии до тех пор, пока не перейдет в явную. К таковому виду относится наиболее интересная в вопросах питания химическая энергия. Она тоже принадлежит к числу скрытых латентных энергий. Химическая энергия распадается на столько видов, сколько существует элементов. Энергия железа разнится от энергии фосфора, энергия азота – от энергии углерода. На различии энергии элементов основываются их специфические свойства[9]9
  В настоящее время уже не представляется невозможной гипотеза, по которой все элементы произошли из первичной материи, а потому соответствуют лишь различным формам первичной энергии (см. Faraday Vorlesung uber Elemente und Verbindungen von W. Ostwald. Leipzig 1904).


[Закрыть].

Другой, в данном случае самый важный, вид химической энергии проявляется в сродстве элементов, в их стремлении соединяться для образования новых веществ. Если новое соединение обладает большей энергией, чем энергия, отвечающая сумме его составных частей, то при своем образовании оно поглощает еще третий вид энергии, напр., свет. Если-же новое соединение беднее энергией, то при его возникновении, наоборот, освобождается энергия и образуется, например, теплота. Так, при сгорании угля кислород с углеродом образуют углекислый газ. В углекислом газе энергии меньше, чем в кислороде и в углероде в их свободном виде. Поэтому, при соединении этих элементов освобождается значительное количество энергии, превращающееся при горении в теплоту. Для того, чтобы вновь разложить углекислый газ на кислород и углерод, нужно затратить количество энергии, равное освобожденному при соединении этих элементов.

Кроме углерода, многие другие элементы соединяются с кислородом, выделяя энергию, так, например, водород при образовании воды. Обратно, при разложении кислородных соединений, т. е., при редукции, или восстановлении, энергия будет поглощаться. Этот вид поглощенной химической энергии называется редукционной энергией (энергией восстановления). Она освобождается и может быть опять использована, как только данному элементу вновь удастся соединиться с кислородом. Энергией восстановления определяется сумма живой силы всех жизненных процессов, ибо скрытая энергия пищевых веществ стоит в тесной зависимости от химического сродства водородных и углеродных соединений с кислородом.

Во второй главе мы видели, что углеводы, жиры а отчасти и белки, являются соединениями многих частиц углерода и водорода с немногими частицами кислорода. Мы можем еще добавить, что к таким же соединениям принадлежат многие, содержащиеся в пищевых веществах, субстанции, как то: органические кислоты и клейковины. Такие соединения образуются в растениях, где, под влиянием солнечной энергии, совершается разложение (восстановление) углекислого газа и воды. При этом большие количества солнечной энергии поглощаются именно в виде энергии восстановления. В жизненном процессе животных вдыхаемый ими кислород вновь соединяется с углеродом и водородом пищевых веществ, образуя углекислый газ и воду. Энергия восстановления освобождается и поддерживает механизм жизни.

Этот процесс прекрасно передан в диалоге между учителем и учеником школы химии профессора W. Оstwаld’a (1. Bd., S. 60).

Ученик. Где лежит первоисточник энергии пищевых продуктов?

Учитель. В солнце.

Ученик. Я этого не понимаю.

Учитель. Откуда мы берем нашу пищу? – Или из животного царства, или из растительного. Растения могут жить только там, где есть солнечный свет, потому что они употребляют на построение своего тела солнечную энергию, которая в нем и накопляется. Итак, вместе с растениями мы едим солнечную энергию. Но и животные, мясо которых мы употребляем, питаются растениями, следовательно, тоже солнечной энергией.

Ученик. Отныне я буду смотреть на солнце совсем другими глазами.

Учитель. Если ты при этом вдумаешься в то, о чем мы сейчас говорили, то мир станет тебе более понятным, чем был до сих пор.

Тоже взаимодействие сил, которое при круговороте воды на земле мы наблюдали в постоянно возобновляемой борьбе между солнцем и силою тяжести, повторяется в отношении солнца и кислорода. Поднятие воды солнцем, вопреки силе тяжести на большую высоту, соответствует разложению солнцем кислородных соединений в растениях, несмотря на сродство кислорода с другими элементами. Возвращение воды в море, при освобождении живой силы, соответствует сжиганию пищи в организме, с превращением поглощенной энергии в проявления жизни.

Солнечная энергия (подобно химической) превращается в растительные ткани; растительные ткани превращаются в животные ткани: одна форма химической энергии переходит в другую и обе формы, в виде пищевых продуктов, являются источниками энергии человеческой жизни. «Итак, вместе с растениями мы едим солнечную энергию», говорит Ostwald. Но не только с растениями. Правда, хотя в животных, с поглощением ими солнечной энергии, углекислый газ и вода не восстанавливаются, по крайней мере в больших размерах, но углеводородные соединения, воспринимаемые в животной пище, берут начало в растительной пище животного. Таким образом, со всей нашей пищей мы едим солнечную энергию.

Здесь следует указать на поражающее сходство между рассматриваемым с этой точки зрения жизненным процессом и совершенной формой горения – пламенем, древнейшим символом жизни и живой силы. В пламени точно также происходит соединение углерода и водорода с кислородом, при чем энергия растения, накопленная в виде дерева и угля, превращается в свет и теплоту, из которых она некогда образовалась. Жизнь – сестра пламени и часто нам придется с успехом прибегать к их сходству для лучшего понимания жизненных процессов.

Хотя, как мы уже видели, источник жизненной энергии лежит в сродстве углерода и водорода с кислородом, все таки же организм не может питаться этими элементами в свободном их состоянии. Они должны быть сперва подготовлены и приведены в соприкосновение между собой. И это тоже работа, производимая в растениях солнечной энергией, так как и при этом совершается накопление энергии. Углерод и водород должны соединяться, но они этому настолько сопротивляются, что искусственное их соединение возможно лишь при самых высоких, достигаемых в настоящее время, температурах (в вольтовой дуге)[10]10
  При этом образуется ацетилен, вещество могучей энергии, о которой свидетельствует его взрывчатость.


[Закрыть]. Соединения обладают большей энергией, чем элементы в свободном состоянии, поэтому образование соединений обусловливает дальнейшее поглощение солнечной энергии. Большое число углеродных и водородных атомов, образуя частицы, соединенные немногими атомами кислорода, дают разнообразнейшие комбинации многочисленных углеводов и жиров, находящихся в пище. Жиры богаче углеводов углеродом и беднее кислородом, поэтому при сгорании они дают больше тепла. Но теплота горения не может служить единственным масштабом достоинства пищи, ибо, как увидим впоследствии, углеводы все таки обладают высшими питательными свойствами.

При аналогичных, по-видимому, превращениях энергии совершается в растениях построение белков, из низших соединений азота с углеводами и минеральными веществами. Азот – не деятельный элемент, соединяется с другими элементами, лишь при исключительных условиях. Поэтому некоторые его соединения с водородом, углеродом и кислородом отличаются сильной взрывчатостью, как например, нитроклетчатка и динамит. Присутствие азота и минеральных веществ, серы и фосфора, придает этим соединениям таинственные свойства, благодаря которым белки являются носителями жизни. Специфическая энергия серы, фосфора и железа при содействии солнечной работы, также может служить для образования белковой молекулы[11]11
  Возможно, что эти элементы получают тут способность проявлять свойственное им особенное влияние на жизненные процессы. Этим же объясняется почему такое влияние тотчас же прекращается, как только отделенные от белка элементы становятся простыми минералами. Может быть в этом и заключается объяснение опытов Bunge над мышами.


[Закрыть].

Изображенный нами процесс образования материи с поглощением солнечной энергии, если не всецело, то в значительной степени, связан с растительными клетками, содержащими зеленое вещество листьев. Таким образом, пружина, управляющая часами жизни, заводится лишь в растительном царстве. Отсюда мы видим, что люди, питающиеся растениями (herbi-et frugivore) почерпают энергию из первых рук, тогда как питающиеся мясом (carnivore), – из вторых. Что это не безразлично – докажет нам в своем месте, второе главное положение энергетики.

Только что изученные нами видоизменения солнечной энергии подтверждают важное положение, что все происходящее есть действие энергии. Но даже и этот универсальный, проверенный опытом, факт не дает нам достаточного представления о величине и значении энергии. Теория познания установила, что человек посредством органов чувств воспринимает внешний мир лишь как проявление энергии. Вещество и материя только кажутся нам реальными, но действительно реальными мы их не знаем. Мы их знаем только по проявлениям энергии, напр., цвет – по поглощению и отражению света, твердость – по сопротивлению энергии пространства, вес – по действию силы тяжести и т. д. Следовательно, энергия есть реальность, а материя – представление. Материя, рассматриваемая с энергетической точки зрения, есть местное сгущение энергии.

Итак, поток энергии, присылаемый солнцем земному шару, превращается в живую субстанцию и если энергия реальна и нерушима, то пища есть солнечная энергия, а живые существа – дети солнца.

____

Стало быть, через живой организм проходит непрерывный ток энергии, сила и скорость которого управляются весьма тонкими регуляторами. Из такого представления следует, что жизнь есть стационарная форма энергии, в чем она опять таки имеет сходство с пламенем. Тем более питание следует понимать, как потребление энергии. Исходя из этой новой точки зрения, мы и будем продолжать наше исследование. Мы подходим к новому вопросу: повинуется ли энергия определенным законам? Если да, – то какое отношение к этим законам имеет жизнь, как форма энергии, и питание, как сама энергия?

Открытие законов энергии послужило толчком к открытию самой энергии. Это произошло в 1842 году, когда Гейльбронский врач Julius Robert Mayer издал свой труд «Силы неодушевленной природы» (Krafte in der unbelebten Natur). В этой книге заключался первый основной закон энергетики: «закон сохранения энергии», величайший из известных нам эмпирических законов природы.

Этот закон утверждает, что никакая существующая энергия не пропадает и никакая энергия не создается из ничего. При исчезновении какого либо количества энергии, возникает равноценное количество другой энергии. При возникновении какого либо количества энергии исчезает ранее имевшееся, равное, количество другой энергии. Энергия положения, например, в снеговых массах превращается в равную по величине живую силу лавины, а обе эти силы вместе соответствуют солнечной энергии, затраченной на поднятие воды на высоту падения лавины. Химическая энергия угля, сожженного в топке локомотива, равняется живой силе поезда, плюс теплота, потерянная лучеиспусканием и плюс работа, затраченная на преодоление трения.

Этот закон имеет всеобъемлющее значение. На чем бы происходящем в природе он ни проверялся – справедливость его всегда подтверждалась. Он применим как к мельчайшим случайностям повседневной жизни, так и к могучим процессам во вселенной. Итак, в немногих словах, сущность закона такова: сумма всех энергий неизменна.

По этому закону сумма всех энергий, составляющих жизненный процесс, должна быть равна химической энергии, заключенной в пище, при условии, конечно, что и жизнь также подчиняется этому закону.

Так ли обстоит дело – увидим в следующей главе.

____

«Закон сохранения энергии или первое основное положение энергетики отвечает на вопрос: «в каком» взаимоотношении находятся различные количества превращающейся друг в друга энергии. Но «когда» наступает такое превращение и «каких размеров» может оно достичь при данных условиях, этого закон не определяет», говорит Ostwald[12]12
  Forlesimgen über Naturphilosophie, S. 246.


[Закрыть].

Эти «когда» и «каких размеров» управляются также известными законами, что было доказано французским артиллерийским лейтенантом Sadi-Carno и немецким физиком Clausius’om. Им обязаны мы вторым основным положением энергетики: законом превращения энергии.

Carno исследовал законы производительности механической работы паровой машины и нашел, что «тепловая машина может быть приводима в действие, лишь при условии разности температур»[13]13
  Из Ostwald’a, Leitlinien der Chemie S. 222.


[Закрыть]. В паровой машине эта разность существует между температурой пара и внешнего воздуха. «Производительность хорошей тепловой машины зависит только от разности температуры, при которой она работает»[14]14
  А. о. O. S. 223.


[Закрыть]. Если разности температур нет, то работа невозможна. Никто не может превратить в живую силу теплоту водных масс напр., моря, если они имеют одинаковую температуру. В этом явлении заключается закон, который можно выразить так: «покоящаяся энергия самостоятельно не переходит в движение».

Работы Carno не были в свое время оценены и подверглись забвению. Clausius первый понял возможность их широкого применения и способствовал признанию этого закона в науке. В последнее время выяснилось, что подобная закономерность не ограничивается учением о тепле, но наблюдается во всех видах энергии, являясь непременным условием вообще чего либо происходящего[15]15
  Я почти буквально привожу здесь слова Ostvald’a, а. а. О.


[Закрыть].

«Согласно произведенным опытам, для всякой энергии можно найти показатель, имеющий для нее такое же значение, как температура для тепла, почему наблюдения Carno могут быть применимы ко всем видам энергии. И для химической энергии существует такой же «химический потенциал», который и служит точным выражением того, что больше разыскивали, чем знали, под названием химического сродства. Этот химический потенциал находится в тесной зависимости от отношения веса тела к величине вышеупомянутой свободной энергии, и для того чтобы произошло химическое соединение – должна существовать разница химических потенциалов».

Итак, второе основное положение приводит нас к тому, что организм, как энергетическая система, только тогда может работать, т. е. проявлять жизнь, когда существует разница потенциалов поглощаемой и выделяемой энергии и что производительность организма, при прочих одинаковых условиях, зависит только от этой разности потенциалов.

Как для паровой машины решающее значение имеет работает ли она под парами в 100°, 110°, 120° или 130°, так и производительность организма обусловлена химическим потенциалом пищи. Но что знаем мы о химическом потенциале, т. е. о напряжении энергии, в пище человека? Дальше должен быть рассмотрен также и этот вопрос.

4-я глава
Первое основное положение

Равняется ли сумма всех энергий, образующих жизненный процесс, – химической энергии, введенной помощью пищи? Вот вопрос, ответ на который должен решить: повинуетсяли и живой организм закону сохранения энергии.

Как в пламени горения сумма тепловой и световой энергии равняется затраченной энергии горючего вещества, так и сумма всех жизненных проявлений должна соответствовать энергии, получаемой из пищи. Представление о жизни, как о своеобразном процессе сгорания, в свое время побудило уже Lavoisier к исследованиям, оказавшимся, однако, безрезультатными. Следует сделать два измерения:

Во 1-х, какое количество энергии извлекается организмом из введенной пищи?

В бомбе Berthelot’a, в чистом кислороде, сжигали пищу, по калориметру определяли полученную теплоту и таким образом вычисляли теплоту сгорания пищи[16]16
  Теплота сгорания почти всех пищевых продуктов была вычисляема многими исследователями и главным образом Stohmann’ом и Rubner’ом.


[Закрыть]. Но так как выделяемые организмом остатки пищи: моча и кал, частью также могут сгорать, а, следовательно, содержат часть теплоты, неиспользованной организмом, то количество теплоты их сгорания было особо измерено по калориметру и вычтено из общего количества. Полученный остаток соответствовал пищевой энергии, израсходованной в теле на жизненный процесс.

Во 2-х, какое количество энергии развивает живой организм при потреблении определенной пищевой энергии?

Благодаря тому, что все виды энергии, будь то движение, излучение и т. п., в конце концов сами собой легко превращаются в теплоту, – развиваемая энергия может быть измерена приростом теплоты в известном пространстве, при нахождении в нем либо покоящегося, либо деятельного, организма. Известный Мюнхенский ученый Pettenkofer построил измерительный аппарат (калориметр), величиною с небольшую комнату, a Rubner усовершенствовал этот аппарат.

С такими средствами исследователи приступили к измерению таинственной работы жизни и, после длинного ряда тщательно обставленных опытов над животными и человеком, Rub пег мог, наконец, указать, что сумма энергии, вырабатываемой человеком, почти точно соответствует потребленной им пищевой энергии. После Rubner’а те же опыты производил американский физиолог Atwater, сумевший тщательными исследованиями доказать, с точностью до одной тысячной, одномерность количества этих энергий.

Таким образом, было установлено:

1. Что процесс человеческой жизни совершается почти исключительно за счет пищевой энергии.

2. Что закон сохранения энергии применим также и к жизни человека.

Итак, впервые удалось измерить жизненные процессы, ранее плохо поддававшиеся вычислению, и ввести в исследование их математическую точность. Этими результатами мы обязаны вере в непогрешимость энергетики, в настоящее время блестяще оправдавшуюся.

Указанные открытия повлекли целый ряд последующих, проверенных тем же методом. Двадцать лет многотрудной работы употребил Rubner на систематическое решение этой задачи. Результаты ее он опубликовал в 1902 г. под заглавием: «Законы потребления энергии при питании» (Die Gesetze des Energieverbrauches bei der Ernährung) и этот труд дает нам следующие выводы.

Первый вывод: когда восстановительная энергия пищи производит совокупность всей биологической работы организма, то пищевые вещества, – белки, сахаристые вещества и жиры, – как носители восстановительной энергии, имеют для потребления ее ценность, в зависимости лишь от освобождаемой ими и полезной энергии. Различные вещества могут взаимно замещать друг друга, смотря по ценности их энергии.

Этот вывод был полностью подтвержден опытами Rubner’а и возведен в закон изодинамического замещения. Таким образом, организм, в существеннейшей части своих процессов, считается не с белками, углеводами и жирами, а лишь с достоинством их энергии.

Второй вывод: килограмм веса тела живого организма не может считаться единицей, определяющей величину пищевой потребности; такой единицей является сумма биологической работы, падающей на килограмм живого веса. Не вес тела человека определяет нужное ему количество пищи, но сумма всего расхода энергии, в форме ли внутренних жизненных процессов (обмена веществ, работы желез, пищеварения, воспаления, лихорадки и т. д.), в форме ли отдачи теплоты окружающей среде, мышечной ли деятельности и пр. При одинаковом весе тела человек, в состоянии покоя, нуждается в меньшем количестве пищи, чем человек работающий.

Этот вывод также подтвержден исследованиями Rubner’а. Всякое увеличение расхода энергии движения вызывает соответственное увеличение оборота пищевой энергии, т. е. повышение приема питательных веществ. Всякое произвольное увеличение потери теплоты заставляет организм пополнять эту потерю из запаса восстановительной энергии.

Третий вывод: во время голода жизнь продолжается. В этом случае сумма биологической работы должна покрываться равноценной химической энергией, имеющей своим источником нечто другое, чем пища. Нет жизни без затраты энергии. Где нет потребления энергии, там нет и жизни.

Исследования показали, что при голоде организм потребляет жиры и белки собственного тела и сжигает их постольку, поскольку это требуется восстановительной энергией для производства единицы биологической работы.

Лишь только такое самосгорание тела зайдет так далеко, что деятельность органов станет невозможной – прекратится не потребление энергии, а сама жизнь. Жизненная потребность в энергии обладает несокрушимой силой железного закона природы.

При этих исследованиях Rubner напал на целый ряд веских фактов, относящихся к процессам питания. Так как эти факты настойчиво указывают на непрочность ныне господствующих взглядов и дают новые основы для практической жизни, то мы и займемся ими.

Среди видов энергии, создаваемых в жизненных процессах благодаря превращению пищевой энергии, теплота занимает важнейшее место. Известно, что организм теплокровных животных для нормального существования нуждается в равномерной температуре, более высокой, чем окружающая его среда. У человека эта нормально высокая температура равняется 37 °C. Для поддержания такой температуры требуется постоянное производство теплоты, источником которой служит пища. Если температура окружающей среды низка, то нужно произвести больше теплоты, следовательно, потребно большее питание, чем при теплой среде. С другой стороны, при работе желез, а в особенности при мышечной деятельности, всегда создается, наряду с мышечной энергией и с живой силой, также и теплота.

В этом случае производство теплоты легко могло бы увеличиться настолько, что температура превысила бы норму, если бы при этом поверхность тела не удаляла достаточного количества тепловых масс, путем повышенного излучения и отдачи. Наконец, при высокой внешней температуре, напр., в горячей ванне, в летнюю жару, или под тропиками, отдача тепла так затрудняется, что тело может быть запружено излишком тепла, быстро ведущим организм к гибели, как это видно, например, при солнечном ударе. Для ведения теплового хозяйства и для поддержания равномерной температуры организм в самом себе носит удивительные регуляторы: химическую и физическую теплорегуляцию. Химическая теплорегуляция охраняет теплокровных животных от низких темпера тур, следовательно – от слишком сильного охлаждения тела. Она заключается в автоматическом разложении пищевой энергии путем превращения ее в теплоту. Процесс – вполне аналогичный топке. Физическая же теплорегуляция служит предохранителем против всякого повышения температуры тела, будет ли оно следствием слишком сильного образования тепла, или же следствием затрудненной теплоотдачи. Цель физической регуляции – увеличение теплоотдачи – достигается путем усиления теплоизлучения и испарения воды с поверхности тела (испарина). При этом покровы тела превращаются в охлаждающую поверхность, а обильно протекающий поток крови – в охлаждающую струю.

Культурный человек располагает, кроме того, искусственной регуляцией тепла в виде жилища, одежды и отопления. Стремление организма не выходит из границ приятного чувства теплоты держит его почти постоянно в пределах физической регуляции.

У собаки граница между физической и химической теплорегуляцией находится около 25 °C.; ниже этой температуры лежит область химической регуляции, выше – область физической. Человек поддерживает на поверхности своего тела путем искусственной регуляции среднюю температуру в 33 °C., следовательно, он живет постоянно в искусственном тропическом климате.

В области физической теплорегуляции потребление энергии достигает наименьшей величины: во время голода – minimum’a голода, а при введении пищи – minimum’a питания. Поверхность тела, по своему значению для теплоотдачи в окружающую среду, имеет громадное влияние на экономию теплоты, а, следовательно, и на потребление энергии. Так, грудной ребенок, благодаря своей относительно большей поверхности тела, приходящейся на килограмм живого веса, расходует вдвое большее количество энергии, чем взрослый. Отношение поверхности тела к потребности в пище настолько постоянно, что Rubner мог вывести из него свой закон поверхности.

Таким образом, задача поддержания постоянной температуры в теле, совершенно не зависящей от его веса, а гораздо более – от поверхности тела, обусловливает значительную долю пищевой потребности.

Условия окружающей среды, влияющие на теплоотдачу, как-то: влажность воздуха, его движение, температура воздуха и воды, солнце, – увеличивают или уменьшают пищевую потребность человека без его ведома и независимо от его воли.

С той же определенностью, с какой из первого основного положения можно вывести, что всякое изменение в экономии теплоты в организме выражается потреблением пищевой энергии, можно предполагать, что и степень мышечной деятельности, движения, также должна проявляться мерой потребления пищевой энергии.

Проверка этого предположения уже была предпринята многими учеными, по никто не производил ее так всесторонне, как американский физиолог Atwater. Его исследования показывают, что физическая работа тела производится также за, счет химической энергии пищи. В некоторых случаях мышечная работа повышает потребление пищевой энергии вдвое и даже втрое, сравнительно с потребностью в состоянии покоя. Но как обыкновенная паровая машина не превращает всю энергию угля в механическую работу, так и мускулатура переводит в нее лишь 13–20 % потребленной пищевой энергии[17]17
  Вопрос, можно ли увеличить этот полезный эффект особым выбором пищи, заслуживает дальнейших тщательных изысканий. Наблюдения Fletcher’a и исследования Chittenden’а позволяют надеяться, что повышение этого эффекта достижимо.


[Закрыть].

В силу первого основного положения можно было ожидать, что экономия теплоты и мышечная работа повысят потребление энергии, но нельзя было предусмотреть, что и пища сама по себе может вызвать такое же повышение. Вопреки господствующим воззрениям, как показывает Rubner, нет основания думать, что организм, питаемый лишь в мере поддержки его существования, потребляет большее количество энергии, чем организм голодающего. Но тут Rubner пришел к совершенно неожиданному результату: в области физической теплорегуляции, следовательно, при условиях человеческой жизни, питательные вещества – белки, углеводы и жиры – подымают потребление энергии в совершенно различной мере.

Если во время голода расходуется 100 единиц энергии, то при питании углеводами этот расход определяется: 106,4 единицами, при питании жирами – 114,5 единицами и при питании белками – 140,2 единицами энергии [18]18
  Rubner для своих опытов над белками брал почти исключительно мясо или мясные белки, так что все результаты относятся прежде всего к мясным белкам.


[Закрыть].

Таким образом, пищевая потребность повышается при питании углеводами на весьма скромную величину, при питании жирами на несколько большую, а при питании белками на очень крупную; иначе говоря, для исполнения одной и той же работы, белки должны сгорать в количестве большем почти на 32 %.

Следовательно, самым, экономичным источником энергии являются углеводы, а наименее выгодным – белки.

Все сказанное о белках относится также и к клейковине мяса, содержащей азотистые пищевые вещества.

Там, где потребность жизненного процесса определяется 100 единицами энергии, – из энергии мясного белка потребляется 140,2 единицы. Таким образом 40,2 тепловых единиц, по Rubner’у, оказываются не пригодными для жизненного процесса и должны быть удалены из тела физической теплорегуляцией, как избыток теплоты. Такое неожиданное влияние пищи Rubner называет специфическо-динамическим действием. При обильном введении белков это действие вызывает бесцельное увеличение внутренней работы организма; при высоких же температурах и при лихорадке, когда теплоотдача затруднена, – оно угрожает и жизни, вследствие излишнего накопления теплоты, или hypertermiae. Обильная белками пища, напр., мясо и стручковые плоды, расстраивает экономию тепла и уменьшает силу сопротивления организма против высоких температур и против избытка влажности при отсутствии движения воздуха. В период пищеварения такая пища может подымать обычную температуру тела выше нормы. «Отсюда становится понятным, что везде в животном царстве, за исключением плотоядных, белок воспринимается лишь в тех пропорциях, в каких он встречается в растительном царстве». Человеческий организм проявляет совершенно особую чувствительность к восприятию белка, уже по этому одному человека не следует относить к плотоядным.

Но в чем же причина такого специфическо-динамического действия белков? Rubner, путем остроумных рассуждений и вычислений, пришел к выводу, что всасываемые в кишечнике продукты распада белков, попадая в кровь, очень быстро расщепляются на две части: азотсодержащую и без азотистую. Первая, – не пригодная для снабжения, энергией, распадается при непосредственном образовании тепла на мочеобразующие вещества и выводится из тела. Вторая же доставляет всю сумму производительной энергии белка, соответствующую лишь 52–56 % полезного эффекта. Этот без азотистый остаток есть содержащийся в белке углевод.