ОРГАНІЗМ СКЛАДАЄТЬСЯ З клітин, ТКАНЕЙ І ОРГАНІВ
У тілі людини є різноманітні органи, кожен з них виконує певні функції. Так, наприклад, скелет і м'язи - це органи опорно-рухового апарату, серце і кровоносні судини - органи, що забезпечують постійний рух крові. Діяльність різних органів об'єднується головним чином нервовою системою, тому всі вони в живому організмі працюють злагоджено.
Органи тіла людини, як і органи всіх тварин, утворюються з тканин, які складаються з величезної кількості різних клітин. Кожна клітина настільки мала, що її можна бачити тільки за допомогою мікроскопа. Більшість клітин має тіло і ядро, у деяких клітин є один або кілька відростків. Тіло будь-якої клітини складається з драглистого речовини складного хімічного складу, яке називається протоплазми.
Значне число клітин, об'єднаних в єдину систему загальним походженням і будовою і виконують певну функцію, разом з речовиною, що знаходяться в проміжках між цими клітинами, називають тканиною. Розрізняють епітеліальну, сполучну, м'язову, нервову та інші тканини. Всі вони відрізняються один від одного своєю будовою і тією роллю, яку відіграє кожна з них в житті організму. Але всі вони мають одну загальну властивість - в них постійно відбувається обмін речовин і енергії.
ОБМІН РЕЧОВИН МІЖ ОРГАНІЗМОМ І ЗОВНІШНЬОЇ СРЕДОЙ
Ще в XIX столітті Ф. Енгельс писав: «Життя-це спосіб існування білкових тіл, істотним моментом якого є постійний обмін речовин з навколишнім їх зовнішньою природою». Дійсно, в будь-який живий організм постійно надходять із зовнішнього середовища різні речовини і з організму виділяються в навколишнє середовище речовини, вже непотрібні організму і шкідливі для нього. У вищих тварин і у людини при диханні в організм надходить кисень і видаляється вуглекислий газ, з їжею надходять необхідні для життя поживні речовини, а через нирки (з сечею), через шкіру (з потом), через кишечник (з калом) виводяться з організму непотрібні йому речовини. Припинення цього обміну речовин неминуче веде до знищення життя, до смерті.
Руйнування і творення РЕЧОВИН В ТІЛІ ЛЮДИНИ
Протягом усього життя в тілі людини і днем в години неспання і праці, і вночі в глибокому сні відбувається не завжди помітна, але безперервна робота. Приблизно кожну секунду скорочується м'яз серця, забезпечуючи постійний рух крові по всьому тілу. Приблизно 16-20 разів на хвилину ритмічно розширюється і стискається грудна клітка, то засмоктуючи повітря в легені, то видавлюючи його назовні. Весь час знаходиться в активній стані нервова система. Велику механічну роботу виробляють м'язи. Відомо, що будь-яка робота пов'язана з витратою енергії. Звідки ж береться енергія, необхідна для роботи м'язів і інших органів?
Ця енергія звільняється у нашому тілі тоді, коли складні за своєю хімічною будовою речовини розпадаються на більш прості. Такого роду хімічні перетворення називаються диссимиляцией, вони постійно відбуваються в живому організмі. Нерозривно з ними пов'язані і завжди відбуваються в живому організмі і процеси асиміляції, т. Е. Хімічні перетворення, що ведуть до створення складних за своїм хімічним будовою речовин з простіших.
При процесах дисиміляції так звана хімічна, або потенційна, енергія перетворюється на теплову, електричну та механічну, необхідні для роботи м'язів і інших органів, а також для підтримки постійної температури тіла. При процесах асиміляції нагромаджується потенційна енергія.
Таким чином, обмін речовин в живому організмі нерозривно пов'язаний з обміном енергії, т. Е. З переходом одного виду енергії в інший.
Основну масу нашого тіла, якщо не брати до уваги води, складають білки, жири і вуглеводи. Це дуже складні за своєю хімічною будовою речовини, при розпаді яких звільняється енергія. Білки, жири і вуглеводи надходять в організм з їжею. Тому можна сказати, що їжа служить для нас джерелом енергії.
РЕЧОВИНИ, З ЯКИХ СКЛАДАЄТЬСЯ НАШЕ ТІЛО, постійно оновлюється
У нашому тілі кожну секунду руйнується величезна кількість молекул різних речовин, з яких складається тіло, і одночасно синтезуються, т. Е. Утворюються з простіших речовин, нові молекули. Ми не помічаємо цих безперервних змін, але вони весь час відбуваються. І хоча кожен з нас залишається самим собою сьогодні, завтра, через місяць і через рік, молекули речовин, що входять до складу нашого тіла, заміщуються за цей час іншими, новими молекулами. З цієї точки зору живий організм можна порівняти з безперестанку Катя свої води рікою. І сьогодні, і через місяць, і через рік це все та ж сама річка, хоча кожному ясно, що крапельки річкової води, які ми бачимо сьогодні, завтра будуть перебувати на багато кілометрів нижче за течією, багато хто з них перетворяться на пару, а їх місце займуть нові з верхів'їв річки.
Так і в нашому тілі відбувається безперервна заміна одних молекул іншими, хоча окремі органи і організм в цілому здаються незмінними. Обмін речовин і пов'язаний з ним обмін енергії не припиняються, поки живе людина.
В останні роки успіхи у вивченні внутрішньоатомної енергії дозволили точніше простежити долю молекул білків, вуглеводів та інших речовин в живому організмі. Вчені з цією метою використовували метод мічених атомів.
Він полягає в тому, що до складу окремих молекул вводять радіоактивні ізотопи- • так називають різновиди різних хімічних елементів (вуглецю, фосфору, сірки та ін.), Що володіють радіоактивними властивостями. Мічені атоми легко виявити за допомогою спеціального приладу. Таким чином можна простежити їхню долю в організмі. При цьому наочно виявляються безперервні процеси обміну речовин, при яких одні молекули руйнуються, а інші знову створюються.
Тривалість існування молекул в організмі невелика. Наприклад, молекули окремих білків руйнуються через кілька діб після їх утворення, а за 3 місяці оновлюється більше половини всіх білків нашого тіла. Таким чином безперервно оновлюються всі речовини, з яких складаються живі клітини.
ОБМІН РЕЧОВИН І ЕНЕРГІЇ В РІЗНИХ УМОВАХ
Енергія, що міститься в прихованому вигляді в таких складних хімічних сполуках, як вуглеводи, білки і жири нашого тіла, при їх окисленні переходить в різні види енергії, але переважно в тепло. Ось чому ця енергія зазвичай вимірюється в великих калоріях - так називають кількість тепла, яке може нагріти 1 л води на 1 градус.
Спеціальними дослідженнями встановлено, що при окисленні в нашому тілі 1 г вуглеводів або 1 г білків звільняється 4,1 великий калорії, а при окисленні 1 г жиру-9,3 великий калорії. У тілі дорослої людини вагою 60-65 кг за добу, якщо людина знаходиться в повному спокої, витрачається близько 1500 великих калорій. Аби краще було, наскільки велика ця цифра, вкажемо, що 1500 великих калорій досить для нагрівання 50 л води на 30 градусів. Але ми зазвичай не перебуваємо весь день в повному спокої, і тому добова витрата енергії в нашому організмі значно більше.
Обмін речовин і пов'язаний з ним обмін енергії значно змінюються в залежності від того, відпочиваємо ми, працюємо, сидимо, ходимо і т. Д. Особливо різко збільшуються витрати енергії і обмін речовин під час роботи м'язів. Ось чому їжа працівників фізичної праці і спортсменів повинна складатися з більшої кількості продуктів, які звільняють в організмі більше енергії.
ВТРАТИ ТЕПЛА в навколишній простір
Значна частина енергії, що звільняється в організмі при процесах дисиміляції, витрачається на підтримання постійної температури тіла, на відшкодування тепла, яке втрачається нашим тілом в навколишній простір. Наше тіло безперервно випромінює тепло. Якщо, наприклад, значна кількість людей нагромаджується в якомусь закритому, погано провітрюваному приміщенні, то через деякий час там стає помітно тепліше, тому що кожна людина за 1 хвилину віддає в простір в середньому близько 1 великий, калорії.
Цим же пояснюється і те, що ми зігріваємося, натягнувши на себе теплу ковдру або закутавшись в теплий одяг. Ковдра або одяг «гріють» тому, що затримують віддачу нашим тілом тепла в навколишній простір. «Тепла» одяг відрізняється від «холодної» тим, що перша більше перешкоджає втраті тепла.
ЧОМУ ТІЛО ЗДОРОВОГО ЛЮДИНИ ЗАВЖДИ МАЄ ПОСТІЙНУ ТЕМПЕРАТУРУ
Всім відомо, що температура тіла здорової людини коливається дуже незначно, в межах 0,5-1 градуси. Хоч би яка була температура навколишнього середовища - висока в спекотне літо або низька в холодну зиму, температура тіла людини залишається більш-менш постійною. Це пояснюється не тільки різними властивостями літньої і зимової одягу, а й тим, що наш організм має надзвичайно досконалою системою регуляції температури тіла.
Варто тільки початися охолодженню поверхні тіла, як одразу ж виникають роздратування спеціальних нервових закінчень в шкірі, що сприймають холод. У цих нервових закінченнях виникає збудження, яке по нервах направляється в мозок. З мозку збудження передається по іншим нервах до різних органів, де посилюється обмін речовин і прискорюється розпад вуглеводів, жирів і білків. Крім того, коли нам холодно, ми намагаємося більше рухатися, тим самим посилюючи роботу наших м'язів. Завдяки всьому цьому збільшується звільнення енергії в нашому тілі і утворення тепла. В результаті температура тіла залишається на колишньому, звичайному рівні.
Але ось в навколишньому середовищі температура різко піднялася, що може загрожувати перегріванням тіла. Зараз же під впливом нервової системи інтенсивність обміну речовин в організмі зменшується, розпад речовин сповільнюється, а тому зменшується кількість енергії, що звільняється і вироблення тепла в тілі.
Організм людини володіє і іншими, не менш потужними «механізмами», що дозволяють зберігати постійну температуру тіла. У спекотну погоду збільшується втрата тепла, головним чином за рахунок посиленого потовиділення. Потові залози при впливі тепла на шкіру під впливом нервової системи виділяють більше поту, а вода, з якої головним чином складається піт, поступово випаровується. Нагадаємо, що перетворення кожного грама води в водяну пару при випаровуванні супроводжується поглинанням 0,58 великий калорії тепла. Тому при випаровуванні поту температура шкіри знижується. Зазвичай за добу непомітно виділяється до 0,5 л поту; в жаркий день, особливо при посиленій фізичній праці, виділяється значно більше поту.
При високій температурі навколишнього повітря шкіра людини помітно червоніє, так як значно розширюються кровоносні судини шкіри. Тепер більше крові протікає через шкірні судини. Температура шкіри зазвичай на 2-4 градуси нижче температури глибоко розташованих органів тіла. Тому кров, притікає з глибини тіла, де температура вище, до розширених судинах шкіри, де температура нижче, кілька охолоджується; в результаті організм втрачає тепло.
Всі ці складні, регульовані нервовою системою процеси, разом узяті, ведуть до того, що і при підвищенні, і при зниженні температури навколишнього середовища температура тіла залишається більш-менш постійною.
Здатність регулювати температуру тіла і підтримувати її на постійному рівні при різній температурі навколишнього середовища, або, як кажуть, здатність до терморегуляції, може вдосконалюватися. Для збереження здоров'я, особливо для запобігання від простудних захворювань, дуже важливо розвивати цю здатність, тренувати фізіологічні механізми терморегуляції. Людина, яка спочатку насилу переносить низьку або високу температуру, поступово звикає до неї, пристосовується до нових умов. Ми дуже часто зустрічаємося в житті з такими явищами, наприклад при переїзді з району з холодним кліматом в жаркий або з жаркого в холодний, а також при роботі в гарячих цехах. Чим частіше людина тренується в пристосуванні до охолодження, наприклад чим частіше він купається, обливається або обтирається прохолодною водою, тим краще він потім переносить низьку температуру. Поступове звикання до коливань температури веде до загартовування організму.
ФЕРМЕНТИ І ЖИТТЯ
У неживій природі існують речовини, так звані каталізатори, що володіють здатністю різко прискорювати хімічні реакції. Такого роду каталізатори хімічних процесів в живу речовину називаються ферментами. Вони являють собою білки складного хімічного складу. Присутня в дуже малих кількостях, ферменти здатні прискорювати хімічні реакції в тисячі і мільйони разів. Одна молекула ферменту за 1 хвилину викликає розщеплення сотень тисяч інших молекул, наприклад 1 мг спеціального ферменту може викликати згортання близько 100 л молока.
Різноманітні ферменти забезпечують всі складні хімічні перетворення, які постійно відбуваються в нашому тілі. Без ферментів вони були б неможливі, а отже, була б неможлива і життя.
Ферменти необхідні і для тих хімічних реакцій, які відбуваються в шлунку і кишечнику при травленні.