ФОРМИРОВАНИЕ ЗАПАСА ЭНЕРГИИ У ЧЕЛОВЕКА

Тестов Б. В.

Профессор, доктор биологических наук, Тобольская комплексная биологическая станция УрО РАН

ФОРМИРОВАНИЕ ЗАПАСА ЭНЕРГИИ У ЧЕЛОВЕКА

Аннотация

Животные, в отличие от растений, нуждаются в периодическом отдыхе, при котором некоторая часть клеток не отдыхает. Отдых необходим для создания в организме запаса энергии за счет меньшего расхода во время сна. Запас энергии расходуется в критические минуты: для спасения от врагов, борьбы с конкурентами, поисков полового партнера. Запас энергии создается в лимфоцитах и уменьшается с возрастом по мере уменьшения числа лимфатических узлов.

Ключевые слова: животные; необходимость сна, запас энергии.

Testov B.V.

Professor, doctor of biological sciences, Tobolsk integrated biological station of the Ural branch of the RUSSIAN ACADEMY of SCIENCES

THE FORMATION OF A RESERVE OF ENERGY IN MAN

Abstract

Animals, unlike plants, require periodic rest, in which part of the cell does not rest. Rest is necessary to create a reserve of energy in the body due to lower energy expenditure during sleep. Energy expended at critical moments: for salvation from enemies, competitors, search a sex partner. Energy reserve is created in lymphocytes and decreases with age, as the number of lymph nodes.

Keywords: animals, the need for sleep, energy reserve.

Необходимость формирования запаса энергии

Образ жизни всех животных характеризуется большой подвижностью, которая сменяется периодами неподвижности, когда животные спят. Необходимость сна, делает животных  очень уязвимым для врагов. Поэтому для сна животные используют убежища, в которые они прячутся на период отдыха. Для чего необходим отдых и сон животным организмам, тогда как растения находятся на одном месте и не нуждаются в отдыхе? На этот вопрос люди обычно отвечают, что клетки животного организма не могут работать без отдыха. Однако во время сна не все клетки отдыхают. Клетки сердца, легких, кишечника работают и во время сна, то есть без отдыха. Во время сна не работают мышцы и клетки головного мозга, хотя кровообращение через эти клетки происходит. Поэтому во время сна организм вырабатывает энергии больше, чем требуется для сонного состояния. Излишек энергии он может запасать, чтобы использовать в период наивысшей активности. Сон является периодом, в течение которого организм может пополнить запас энергии, который нужен организму в период активной деятельности. Не случайно после сна человек испытывает прилив жизненных сил, что не наблюдается после бессонной ночи. Большая работоспособность человека утром связана с тем, что за время сна в организме создается запас энергии, который организм расходует по необходимости. Эта необходимость создается в минуты опасности,  при необходимости сделать тяжелую работу, приложения максимума усилий для борьбы с конкурентами.

Как формируется запас энергии

Запас энергии должен формироваться не в виде гликогена, поскольку образование АТФ из глюкозы требует значительного времени, а в виде готовых молекул АТФ. Однако как создается запас АТФ в организме, общественность пока не знает. Были предположения, что запас молекул АТФ находится в крови, но анализ крови этого не подтвердил.

Мы предполагаем, что запас АТФ создается в лимфоцитах – клетках, имеющих митохондриальный аппарат. Во время сна, когда снижается кровоток через головной мозг и мышцы организма, усиливается кровоснабжение лимфатических узлов, в которых существенно увеличивается число лимфоцитов. Молекулы АТФ не выходят из клеток, поэтому не поступают в кровоток. Они передаются через ионные каналы непосредственно из клетки в клетку при помощи щелевого эффекта, открытого американцами в 1958 году [1]. Исследователи показали, что клетки, разделенные щелью шириной 12 нм, могут обмениваться небольшими молекулами, массой не более 1000 атомных единиц (Рис 1). Размер молекул АТФ около 500 атомных единиц, поэтому клетки могут  при необходимости передавать энергию другим клеткам в виде готовых молекул АТФ.

Рис.1 - Переход молекул из одной молекулы в другую при помощи щелевого контакта [1]

Из этого следует, что вовремя сна организм может создавать запас энергии в виде молекул АТФ в лимфоцитах,  которые при необходимости по лимфатической системе подходят к клеткам, нуждающимся в дополнительной энергии, и через щелевой канал передают им энергию в виде молекул АТФ. Типичным примером передачи энергии является «второе дыхание», открывающееся у спортсменов при больших физических нагрузках. Перед этим часто у неопытных спортсменов при большой нагрузке наступает слабость и боль в области левого подреберья. Она возникает в результате массового выхода лимфоцитов из селезенки. Перетерпев эту боль, спортсмен обретает второе дыхание и способен продолжать соревнование. Опытные спортсмены включают запас энергии заранее. Величина формируемого запаса энергии определяется энергетическими затратами организма. После рождения животный организм начинает двигаться и интенсивность движения увеличивается по мере роста организма.

Исследования ученых показали, что число лимфатических узлов в организме ребенка по мере роста быстро увеличивается и достигает максимума примерно к 20 годам [2].

Рис. 2 - Количество лимфоидных узлов у различных органов человека [2]:

1-мочевой пузырь; 2- аппендикс; 3- трахея; 4- небная миндалина.

По оси абсцисс: возраст человека, годы.

По оси ординат: количество лимфоидных узлов.

20-летний человек обладает наибольшим запасом энергии и способен выполнять наибольший объем работ. При дальнейшем увеличении возраста число лимфатических узлов постепенно уменьшается. Скорость уменьшения числа лимфатических узлов вероятнее всего определяется величиной нагрузки, которую испытывает человек. Люди, занимающиеся спортом или тяжелым физическим трудом, длительное время способны выполнять большой объем работ за счет того, что число лимфатических узлов у них снижается гораздо медленнее, чем у людей, получающих меньшие нагрузки. Не зря медики утверждают, что постоянные физические нагрузки способствуют замедлению старения человека. Большой объем работ можно выполнить за длительное время лишь при наличии большого запаса энергии. Не случайно большое количество долгожителей в СССР наблюдалось на Кавказе, где сильно пересеченная местность заставляет людей перемещаться пешком на дальние расстояния.

Литература

1. 1.Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки. Пер. с англ.-М.: Мир,1994 -Т.2.- С.481-484.
2. Сапин М.Р., Этинген Л.Е. Иммунная система человека. – М.: Медицина, 1996. 304с.