Физиология человека глазами физика

Р И С – 1

Народность Хунза проживающая в высокогорной части Пакистана.

№2. Метаболизм женского организма.

Данное исследование возрастной физиологии человека мы проведём применительно к женскому организму, по одной только причине, что так будет проще проследить программу развертывания процессов старения человеческого тела, а так же найти те таинственные ключи, которые и определяют причины старения человека. Наиболее правильно, на мой взгляд, проследил программу старения человеческого организма физиолог О. Кильдишев в своей монографии «Новое тело – другая судьба», 2008 г., но выводы он сделал, по моему разумению, не правильные. Он, как и другие исследователи не увидел первопричину, а она всего одна, именно эта первопричина ответственна за процесс превращения юноши и девушки – в старика и старуху! Для начала исследования проследим этапы старения женского лица и немного мужского, по наблюдениям учёного – геронтолога-косметолога И. И. Кольчуненко. «Лечение профилактика старческих изменений лица и шеи» – 1976 г: «К моменту полового созревания организма значительно уменьшается количество жировой подкладки в области щёк. Они постепенно вытягиваются, всё острее на лице выступает нос, глаза начинают казаться более глубоко сидящими, всё меньше остаётся жировой подкладки под скуловыми дугами, которые начинают выступать более отчётливо. Со временем морщины становятся всё грубее, особенно там, где расположена активная мимическая мускулатура. Мимические мышцы, прикрепляясь к теряющей эластичность коже, способствуют образованию морщин, а гистологически к обрыву волокон. Эти морщины могут проявиться ещё до того как кожа потеряла свой тургор, и появляются очень рано, ещё к 20 – 25 годам. В мимических мышцах нарастают атрофические изменения, снижается тонус мышц, их объём. Начиная с 35—40 лет, у большинства женщин отмечается вновь некоторое увеличение объёма подкожно – жировой клетчатки лица. Но такая компенсация бывает кратковременной. Под влиянием изменения распределения подкожно-жировой ткани, потери мышечного тонуса, уменьшения объёма мышц и скелета, эластических свойств кожи, кожа, не имеющая со стороны жировой прокладки опору, начинает обвисать складками вместе с рыхлыми подлежащими тканями под силой своей тяжести. В складках, где кожа прикреплена, образуются морщины. Ослабление тургора кожи и её растягиванию способствуют частые изменения в подкожно – жировом слое, связанные с отложением жира или исчезновением его. На затылке формируется складчатость в виде ромбов. В 25 лет у женщины начинают формироваться морщинки в области «ямочек» на щеках. Всё отчётливее выявляются изменения цвета лица стареющей кожи, приобретающей бледно-жёлтую или серо-землистую окраску. Появление этой окраски связано с своеобразным распределением пигмента кожи, а с увеличением возраста всё отчётливее выступают эти нарушения. Появляются хлоазмы, пигмент меланин распределяется неравномерно, скапливаясь на отдельных участках, в результате появляются старческие пятна и бородавки. У мужчин к концу 5 десятилетия появляется обильный рост волос на коже наружных слуховых проходов, на коже преддверий носовой полости и на бровях. У женщин на подбородке и на щеках.»…. Пожалуй, тут мы дошли до предела деградации женского лица, когда ещё недавно красивая девушка трансформировалась в ужасного монстра, и подобно злой королеве из сказки о Белоснежке и семи гномах, в бессильной ярости разбивает своё волшебное зеркало! На основании этого образного описания инволюции красоты женского лица и мужского в частности, делаем вывод: « В период полового созревания, а это в 16 -17 лет, уже тогда исчезает жировая подкладка в области щёк, а в возрасте 20—25 лет, когда о старости нет и речи, появляются первые старческие морщины. Второй важный момент, это когда в 35—40 лет у большинства женщин вновь отмечается некоторое увеличение объёма подкожно-жировой подкладки лица! Да ведь это так называемое «Бабье лето», когда женщина внезапно хорошеет, но правда ненадолго, буквально через 1—2 года наступает страшный по своей неотвратимости климакс и женщина быстро трансформируется в старуху. Никто почему-то из геронтологов не обратил должного внимание, на данный всплеск кратковременной моложавости женщины? Но, мы в ходе нашего исследования, феномен «Бабьего Лета» поставим на особый контроль, что бы эту подсказку природы использовать для разгадки феномена старения человеческого организма. О старческой инволюции шеи я не буду цитировать, слишком уж страшная картина вырисовывается, спрашивается: – «За что так?» природа так наказывает женщин?! А оказывается, на мой взгляд, есть за что! На основании описания деградации женского лица из работы И. И. Кольчуненко, можно заметить, что слово – подкожно-жировая клетчатка – повторяется 7 раз и что именно эта жировая прокладка между мышцами и кожей виновата в том, что лицо стареет? Как я уже указывал ранее, – атрофия подкожно-жировой клетчатки человеческого тела, ответственна в первую очередь за состояние кожных покровов и питание клеток кожи. Действительно, чем заняты дома женщины? Безусловно, тем, что без конца наносят на кожу лица различные маски и смягчающие крема и даже не задумываются о том, что самый лучший крем для кожи это подкожный жир который почему-то рассасывается?! Именно поэтому, метаболизму жировой ткани в человеческом организме и её роли в развитии процессов старения тела мы и посвятим следующую главу моей монографии….

№3. Метаболизм жировой ткани.

Демокрит, перешагнув порог столетия, утверждал, что всегда ел мёд и натирал тело маслом. То же самое ответил императору Юлию Цезарю сенатор Полий Румилий, торжественно празднующий свой 100 летний юбилей, что для своего здоровья он применял – «Внутрь мёд, снаружи масло». Ещё до наступления половой зрелости жировая прослойка у девочек на 10—15% больше, чем у мальчиков. Когда половая зрелость наступила, она становится почти вдвое больше, чем у мальчиков. Почему так? Потому что девочка, превращаясь в женщину, в первую очередь превращается в будущую мать. В этом случае запасы жира вполне оправданны – это резерв энергии для матери и её будущего ребёнка. Женское тело так устроено, что без данного запаса в принципе тяжело забеременеть. Как известно, женский гормон эстроген способствует началу овуляции. Поскольку, эстроген откладывается в жировой ткани, для нормального менструального цикла содержание жировой ткани должно быть не менее 22%, в случае, когда этот показатель меньше, то, овуляция не наступит вообще. Половая зрелость подразумевает рост волос на лобке под мышками, растёт грудь у женщин. С началом месячных рост девочки прекращается. Известно, что менструальный цикл регулируется посредством взаимодействия гормонов вырабатываемых гипофизом, гипоталамусом и яичниками. Гипоталамус вырабатывает гонадотропин (СТГ), который стимулирует производство гипофизом гормонов фоллитропина и лютропина, в свою очередь регулирующих гормональную секрецию яичников. При этом яичники вырабатывают женские половые гормоны (эстроген, прогестерон) и вынашивают яйцеклетки. Соответственно, согласно «программы» репродукции, с момента полового созревания до момента менопаузы (климакса) каждый яичник по очереди, производит готовую к оплодотворению яйцеклетку. Во время первой фазы, гипофиз выделяет в кровяное русло фоллитропин. Именно этот гормон вызывает созревание в одном из фолликулов яичника яйцеклетку. Выброс гипофизом фоллитропина является командой яичникам: они увеличивают выработку эстрогена. Далее под влиянием эстрогена в матке происходит восстановление и разрастание её слизистой оболочки – эндометрия. Слизистая оболочка матки утолщается в 4—5 раз. Шеечный канал матки расширяется, становится легко проходимым для сперматозоидов. Как только первый этап подготовки к оплодотворению заканчивается, происходит овуляция яйцеклетки. Когда концентрация эстрогена значительно увеличивается, гипоталамус переключает гипофиз на выработку уже другого гормона лютропина. Этот гормон вызывает завершение развития яйцеклетки и отвечает за выход зрелой яйцеклетки через разрыв стенки яичника! Через 36 часов после того, как гипофиз выбросит в кровь большое количество лютропина, происходит овуляция. Ядро яйцеклетки активизируется и готово для оплодотворения. Яйцеклетка покидает яичник, а лопнувший фолликул остаётся в виде небольшого скопления клеток, которое носит название жёлтого тела. Под влиянием того же лютропина это жёлтое тело превращается в маленькую железу и начинает вырабатывать ещё один важный гормон, – прогестерон. Прогестерон по принципу обратной связи на гипоталамус останавливает выработку в нём гонадотропина (СТГ), а это в свою очередь, по принципу прямых связей снижает производство гипофизом лютропина и фоллитропина. Всё это время яйцеклетка, медленно движется по фаллопиевой трубе к матке. Это движение занимает у неё 3—4 дня. Если зачатие не произошло, то яйцеклетка распадается, жёлтое тело постепенно рассасывается, и выделение прогестерона прекращается. Уровень эстрогена в крови снижается, а утолщённая слизистая оболочки матки—дегенерирует. Возникает отторжение слизистой оболочки матки и, слой эндометрия выбрасывается наружу во время менструации (в норме это от 60 – 150 МЛ крови). Особо следует отметить, что гормон эстроген, который содержится в жировом депо, его выделение в кровь происходит непрерывно во время всего цикла, но концентрация значительно меняется. Если вначале цикла эстроген выделялся в небольших количествах (10 МКГ/ Л), то во время овуляции и в период максимальной активности жёлтого тела его выработка увеличивается в 5 раз (около 50 МКГ/ Л). К концу второй фазы концентрация эстрогена и (прогестерона) снижается и достигает минимума, что и вызывает менструацию. С началом нового цикла количество эстрогена опять начинает постепенно расти. С возрастом ткани яичников, вырабатывающие гормоны, атрофируются, пока секреция половых гормонов не достигает минимума! Грудь и матка уменьшаются в размерах. В тазовой области сокращается число кровеносных сосудов, меняется голос, появляется остеопороз, связанный с потерей кальция, содержание которого напрямую зависит от присутствия эстрогена. (За один год из скелета женщины в среднем уходит до 5% костной массы, кости становятся ломкими, как бы стеклянными и легко ломаются при травмах.) Получается, что в течение репродуктивного периода эстроген поддерживал организм женщины: – оберегал сердечнососудистую систему, оберегал кости скелета. Снижение привычного уровня эстрогена приводит к стремительному старению организма женщины. Проверить эту зависимость нетрудно: достаточно сравнить симптомы при климаксе с симптомами, наблюдаемыми при удалении одного или обоих яичников. Когда удалены яичники, а матка имеется, или когда матка удалена, а яичники оставлены – менструация не наступает. А затем развивается кастрационный синдром – возникает состояние организма, один в один похожий на преждевременное старение. Поскольку, в, следствие операции уровень эстрогена снижается так же, как и при климаксе, напрашивается вывод, что старение и кастрация – это два процесса имеющие один результат – биологический износ организма. Возникает закономерный вопрос: Почему яичники «старухи», пересаженные в молодой организм начинают полноценно работать (1) и 2; почему у женщин массово гибнут яйцеклетки? Если операция по удалению матки или яичников у женщины среднего возраста значительно ускоряет процесс старения, то напротив, та же операция в юности не только увеличивает период молодости, но и значительно продлевает жизнь. А если произвести такую операцию до полового созревания, то юный вид сохраняется у женщин почти на всю жизнь. Получается, что дело в эстрогене, но если его концентрация в теле никогда не поднималась, то созревание так и не наступает, то биологические часы замирают. Итак, с одной стороны, низкая концентрация эстрогена в раннем возрасте продлевает молодость (сохраняет красоту) и жизнь, с другой – низкая концентрация эстрогена в среднем возрасте ускоряет старость. Учёные заметили одну особенность, после 30 лет гипофиз по-прежнему продолжает производить фоллитропин и лютропин, но яичники постепенно перестают на него реагировать. Ткани яичников, вырабатывающие эстроген (прогестерон), постепенно атрофируются, и секреция половых гормонов достигает минимума. Но если эстроген у женщин аккумулируется в жировых клетках, то будет любопытно проследить за процессом инволюции (рассасывания) подкожно-жировой клетчатки, которая в значительной степени отвечает за тургор кожных покровов тела, а, следовательно, за красоту женщины. Возможно, в этом и заключается вся суть моложавости женщин подвергшихся кастрации по медицинским показаниям до половой зрелости. Из работы Г. А. Гальпериной «Болезни Кожи» -2006 г следует: – «Процессы возрастной инволюции кожи проявляются уменьшением толщины эпидермиса, подкожно-жировой клетчатки, длины волосяных фолликулов, атрофией мелких сальных желез, начинаются, как правило, после 40 лет. Процессы инволюции сопровождаются уплотнением и огрубением коллагеновых волокон, дистрофией соединительной ткани, и эластина, их склеиванием и распадом. Снижением содержания гликозамингликанов и гликогена. После 75 лет наблюдается резкое истощение всех слоёв кожи, при этом подкожно-жировая клетчатка может атрофироваться полностью. Кожа становится сухой и шероховатой». Подкожно-жировая клетчатка человека начинает исчезать очень рано, после 40 лет; а согласно исследований И. И. Кольчуненко – 1976 г, следует, что подкожно-жировая клетчатка лица и шеи начинает атрофироваться уже в 20 – 25 лет когда о старости нет ещё и речи… В этом что-то есть! Но об этом вопросе мы поговорим несколько позднее. А пока, попытаемся в первом приближении разобраться с женскими ооцитами (яйцеклетками) которые почему-то массово гибнут в яичниках женщин, возможно в этом вся причина старения?! Но можно задать вопрос: у мужчин ведь нет яичников и соответственно ооцитов (яйцеклеток), но стареют мужчины, так же довольно быстро? У мужчин ранняя кастрация делает их моложавыми и неутомимыми любовниками, но поздняя кастрация превращает мужчину в импотента (О. Кильдишев -2008г). Но гораздо сложнее выяснить внутреннюю причину, по которой происходит атрофия яичников у женщин (почему они сжимаются и сморщиваются). В двух яичниках новорождённой девочки насчитываются примерно 2 миллиона спящих яйцеклеток – ооцитов (Стивен Джуан «Занимательная анатомия» – 2008). Спрашивается для чего организму такие огромные запасы яйцеклеток, ведь за всю жизнь современной женщины используется всего порядка 300 яйцеклеток, которые могли бы и быть её потенциальными детьми. Неужели природа такая расточительная, а может быть как раз наоборот, продолжительность жизни человека – разумного должна исчисляться тысячелетиями и тогда парадокс с количеством спящих ооцитов объясняется естественным путём, да и древние исторические первоисточники указывают, что люди до потопного времени жили по тысяче лет и более, а древние Боги были вообще бессмертными. Но этот вопрос явно преждевременный! Итак, в двух яичниках новорождённой девочки насчитывается 2 миллиона спящих яйцеклеток-ооцитов. Ооциты бездействуют до наступления периода полового созревания, за это время определённое количество яйцеклеток погибает? К моменту полового созревания остаётся порядка 300 000 – 400 000 полноценных яйцеклеток. Процесс гибели, ооцитов в яичниках идёт по-нарастающей. К 37 годам их количество снижается до 10000 (О. Кильдишев -2008г). Таким образом, к 40 годам в организме женщины из 400 000 ооцитов гибнет 37660! Спрашивается, из-за чего происходит массовая гибель спящих яйцеклеток? Яичники расположены внизу живота женщины по обеим сторонам матки. Они имеют форму сливы, длину 3—5 см, ширину 2 см, толщину 1 см, массу 5—8 грамм. Средне-статистически, в месяц в яичниках гибнет около 1000 ооцитов, потенциально «не рождённых» детей женщины. Современные учёные не знают причины этого процесса – гибели ооцитов, гипотез выдвинуто множество, но, к сожалению, они ничего не объясняют, гибнут ооциты, и ничего тут не поделаешь? Если объяснить массовую гибель ооцитов интоксикацией организма, наподобие алкогольного отравления, то спрашивается, отчего тогда гибнут ооциты у девочек ведущих здоровый образ жизни до 12—14 лет? Олег Кильдишев – 2008 г полагает, что причина гибели яйцеклеток, в ухудшении кровообращения яичников девочки, девушки, женщины. Я категорически не согласен с данной весьма не логичной концепцией, спрашивается, почему у девочек до окончания роста тела, то есть до 25 лет должно быть ухудшение кровообращения в яичниках? Человек ведь до 25 лет растёт, развивается, его система кровообращения, процессы анаболизма доминируют над катаболизмом, то есть над распадом клетко-тканей. К 14 годам у девочки из 2 миллионов яйцеклеток остаётся в «живых», всего 0,3 – 0,4 миллиона, и это за 14 лет вполне здоровой жизни? В первом приближении, для упрощения достаточно сложной кибернетической схемы человеческого организма, следует рассмотреть в качестве примера аналоговую схему. Рассмотрим аналоговую модель – процессор вызывающий овуляцию женских ооцитов на примере современного самолета – Боинга – 747. Современный самолет очень сложный, самодостаточный механизм, так же управляется экипажем посредством прямых и обратных связей в строгом соответствии с программой, включающей в себя технологическую цепочку строго последовательных операций: – Запуск малой турбины приводящей в действие пусковой генератор, питающий электрическую сеть самолёта. Только затем производится запуск двигателей самолета и тестирование всех его систем жизнеобеспечения и механизмов управления лайнером. Далее запрашивается разрешение у диспетчера на выруливание на исполнительный старт. Затем включается система механизации крыла для взлётного режима и самолёт взлетает на максимальном (взлётном) режиме работы двигателей. После отрыва самолёта от земли, вначале убираются шасси. Затем по мере набора высоты и скорости полёта, убирается механизация крыла, а двигатели переводятся на номинальный режим работы, для набора высоты на заданный эшелон. И только после выхода самолёта на заданный эшелон, режим работы двигателей переводится на крейсерский режим. Нарушить данную технологическую цепочку, значит получить если не аварию, то отказ определённых систем самолёта. Почему? Да потому что работа двигателей на взлётном режиме допустима не более 5 – 10 минут, а на номинальном не более 60 минут и только на крейсерском режиме самолёт может лететь часами. Исходя из данной аналоговой схемы, очевидно, что современный человек уподобляется самолёту, летящему на взлётном режиме весь полёт именуемый жизнь! Долгожители умудрились перевести режим работы двигателей на номинальный режим, а вот превзойти видовую продолжительность жизни более чем на 120 лет, не дано пока никому. В 2008 году от города Хабаровска, до города Владивостока пошёл в пеший маршрут 50 летний мужчина, поставивший себе цель, пройти этот маршрут порядка 800 км без употребления пищи. Этот собственный рекорд, освещённый Хабаровским телевидением, мужчина выполнил за 20 суток, похудев всего на 4 килограмма. Вот теперь давайте подсчитаем, сколько килокалорий потерял путешественник за свой 20-тидневный марафон. Человек за 1 час теряет в окружающую среду через кожные покровы в состоянии легкого труда (чтения книги) порядка 130 ккал/час (Справочник «Санитарная Техника» Н. Ф. Фёдоров 1961 г). При лёгкой физической работе – 175 ккал/час; а при тяжёлой – 254.

Р И С – 2

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

(КПД = Т1 – Т2 / Т1)

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

0,3 = 310 – Т2 / 310

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

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