11 ОБМЕН ЭНЕРГИИ

ВЕХИ ИСТОРИИ

1775—1785 — А. Лавуазье (A. Lavoisier, Франция) выяснил роль кислорода в процессах дыхания. Вместе с П. Лапласом (Р. Laplace) разработал метод прямой калориметрии.

1845—1847 — Г. Гельмгольц (Н. Helmholtz, Германия) обосновал закон сохранения энергии и приложил его к процессу теплообразования в мышце.

1852 — Ф. Биддер (Россия) исследовал общий баланс питательных веществ и интенсивность обмена.

1869 — Р. Клаузиус (R. Clausius, Германия) ввел понятие «энтропия».

1880 — Н. И. Лунин (Россия) впервые заявил, что в молоке, помимо жиров, белков и углеводов, должны содержаться некие вещества, необходимые для жизни.

1881 — П. Бертло (Р. Berthelot, Франция) изобрел калориметр для определения энергетической ценности пищевых продуктов («бомба Бертло»).

1892—1893 — В. В. Пашутин и А. А. Лихачев (Россия) создали калориметр для человека.

1894 — М. Рубнер (М. Rubner, Германия) сравнил результаты прямой и алиментарной калориметрии.

1895 — М. Рубнер, а также Ч. Дуглас и Дж. Холдейн (Ch. Douglas, J. Haldane, Великобритания) создали метод непрямой калориметрии.

1904—1915 — Ф. Бенедикт (F. Benedict, США) построил большой калориметр для определения энерготрат при физических нагрузках. Создал таблицы для определения должных значений основного обмена человека в зависимости от пола, возраста, веса и роста.

1912 — К. Функ (К. Funk, Польша) выделил из рисовых отрубей вещество, излечивающее от заболевания бери—бери, и назвал его «витамином»; ввел термин «авитаминоз».

1922 — А. Хилл (A. Hill, Великобритания) — Нобелевская премия за описание скрытого теплообразования в мышцах. О. Мейергоф (О. Meyerhof, Германия) — за открытие законов регуляции поглощения кислорода мышцей и образования в ней молочной кислоты.

1929 — X. Эйкман (Ch. Eijkman, Нидерланды) и Ф. Хопкинс (F. Hopkins, Великобритания) Нобелевская премия за открытие витаминов.

1935 — М. Н. Шатерников (СССР) начал разработку физиологических норм питания для различных профессиональных и возрастных групп населения.

1937 — А. Сент—Дьердьи фон Нагираполт.(А. Szent—Gyorgyi v. Nagyrapolt, Венгрия) — Нобелевская премия за исследование функции витамина С.

1943 — X. Дам (Н. Dam, Дания) и Э. Дойзи (Е. Doisy, США)— Нобелевская премия за открытие витамина К и его химической структуры.

1947 — К. Кори и Г. Кори (К. Cori, G. Cori, США) — Нобелевская премия за описание обмена гликогена.

1953 — Г. Кребс (Н. Krebs, Великобритания) — Нобелевская премия за открытие цикла трикарбоновых кислот (цикл Кребса).

1953 — Ф. Липман (F. Lipmann, США) — Нобелевская премия за открытие коэнзима А.

1955 — X. Теорелль (Н. Theorell, Швеция) — Нобелевская премия за исследования механизма действия окислительных ферментов.

1964 — К. Блох (К. Bloch, США) и Ф. Линен (F . Lynen, ФРГ) — Нобелевская премия за исследования механизмов регуляции обмена холестерина и жирных кислот.

1970—е — А. М. Уголев (СССР) сформулировал теорию адекватного питания.

Непременным условием поддержания жизни является получение организмами энергии из внешней среды, и хотя первоисточник энергии для всего живого — Солнце, непосредственно использовать его излучение способны только растения. Посредством фотосинтеза они превращают энергию солнечных лучей в энергию химических связей. Животные и человек получают необходимую им энергию, поедая растительную пищу. (Для хищных и отчасти для всеядных источником энергии служат другие животные — растительноядные.)

Прямое получение энергии солнечных лучей животными тоже возможно, например, пойкилотермные таким образом поддерживают температуру своего тела. Однако тепло (получаемое из внешней среды и образующееся в самом организме) не может быть преобразовано ни в какой другой вид энергии. Живые организмы, в отличие от технических устройств, принципиально неспособны к этому. Машина, использующая энергию химических связей, (например, двигатель внутреннего сгорания), сначала превращает ее в тепло и только затем — в работу: химическая энергия топлива →тепло → работа (расширение газа в цилиндре и движение поршня). В живых организмах возможна только такая схема: химическая энергия → работа.

Итак, энергия химических связей в молекулах пищевых веществ — практически единственный источник энергии для животного организма, а тепловая энергия может быть использована им только для поддержания температуры своего тела. Кроме того, тепло из—за быстрого рассеивания в окружающей среде не может быть и запасено в организме на длительный срок. Если возникает избыток тепла в теле, то для гомойотермных животных это становится серьезной проблемой и иногда даже угрожает их жизни (см. разд. 11.3).