ТЕОРИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЖИЗНИ.

А.И.БОЛУТЕНКО

E-mail: bolutenko@mail.ru Биология Главная

ОГЛАВЛЕНИЕ:

1. Вступление.

2 Употребление еды живым существом.

2.1. Что такое биологическая жизнь?

2.1.1. Возникновение и предмет биологии.

2.1.2. Попытки формулировки определения жизни в 20 веке.

2.1.3. Что такое биологическая жизнь?

2.1.4. Жизнь, определения и понятия.

2.1.5. Что такое жизнь с точки зрения биологии.

2.1.6. Основные свойства живых организмов.

2.1.7. Трудность однозначного определения жизни.

2.1.8. Эволюция представлений о жизни.

2.1.9. Официальное определение жизни.

2.1.10. Заключение.

2.1.11. Выводы.

2.2. Теоретическй тупик биологической науки.

2.2.1. Представление об энергии впервой половине 21 века.

2.2.2. Что такое тепло?

2.2.3 Что такое температура?

2.2.4. Заключение.

2.2.5. Выводы.

2.3. Энергия, необходимая для жизни существа.

2.3.1. Пища – источник энергии и строительного материала.

2.3.2. Питание – основа жизни организма.

2.3.3. Чтобы жить, организму нужна энергия.

2.3.4. Как возникает энергия человека?

2.3.5. Откуда происходит энергия?

2.3.6. Откуда берётся энергия для организма?

2.3.7. Как образуется энергия в организме человека?

2.3.8. Энергия жизни.

2.3.9. Официальное представление энергии в биологии.

2.3.10. Заключение.

2.3.11. Выводы.

2.4. Энергия от АТФ – судьбоносное заблуждение биологии.

2.4.1. Роль АТФ для живых систем.

2.4.2. Откуда в организме берётся АТФ?

2.4.3. Молекула АТФ в биологии: состав, функции и роль в организме.

2.4.4. Как АТФ передаёт энергию организму?

2.4.5. Что служит сырьём для получения АТФ?

2.4.5. Заключение.

2.4.6. Выводы.

2.5. Работа мышцы.

2.5.1. Превращение энергии мышцы в работу.

2.5.2. Энегия для сокращения мышц.

2.5.3. Биоэнергетика двигательных действий.

2.5.4. Энергетика мышечного сокращения.

2.5.5. Химические превращения в мышце.

2.5.6. Заключение.

2.5.7. Выводы.

2.6. Тепло в организме.

2.6.1 .Распространение тепла в теле организма.

2.6.2. Получение и отдача тепла организмом.

2.6.3. Что является источником тепла в организме?

2.6.4. Выработка тепла в теле

2.6.5. Откуда в организме берётся тепло?

2.6.6. Заключение.

2.6.7. Выводы.

2.7. Теория биологической жизни.

2.7.1. Энергия жизни.

2.7.1.1. Официальное представление об энергии, теплоте, теплопередаче и излучении и поглощении тепла.

2.7.1.2. Алтернатива энергии, теплоте, телопередаче и излучению и полощению тепла.

2.7.1.3. Выводы.

2.8. Теория энергии.

2.9. Формула жизни.

3. Очистка системы пищеварения от отходов.

3.1. Отправление естественных надобностей.

3.2. Потребности человека.

3.3. Навстречу людям.

3.4. Сложности отправления естественных надобностей.

3.5. Всеобщая декларация прав человека и конституция государства.

3.6. Заключение.

3.7. Выводы.

4. Общие выводы.

5. ССЫЛКИ НА ИСТОЧНИКИ.

A1. Вступление.

Любовь – возвышенное чувство половой страсти, является главной темой лирики и поэзии всех времён и всех народов во все времена! Главная задача любви – продолжение жизни в потомках всех живых организмов Земли!

Любовь – одна из многочисленных функций живущего организма. Но, чтобы организм мог существовать, нужны только две ипостаси: еда (пища и вода) и очистка организма от побочных продуктов. Возможно, кого-то покоробят некоторые слова статьи своей неблаговидностью, но какова тема, таковы и термины.

Какими бы пищевыми продуктами не питалась фауна, какие бы изысканные блюда ни ел человек, на выходе у всех будет одинаковый продукт: говно, моча (не у всех) и газы (не у всех). Если яствами, которые потребляет человек, поэзия не пренебрегает, то выход отработки ЖКТ и мочевого пузыря лежит за пределами поэзии. Но, тем не менее, от сущности никуда не деться. Каждая живая особь ежедневно встречается с говном, мочой и газами своего пищеварительного аппарата.

Писал стихотворения о любви, и, вдруг, написались два стиха о жизни, вот они [1]:

19941 ФОРМУЛА ЖИЗНИ

Жизнь – словно сладкое вино,

Когда отвлечься от реалий…

Жить – превращать еду в говно,

А по-научному – в фекалий.

Хоть есть любовь души и страсть!

Грядёт торжественное счастье!

Но, если хочется посрать,

Не запретить, не хватит власти.

18.05.2022

19971 ВХОД И ВЫХОД

Жизнь на Земле – творенье красоты!

Без пищи жизнь окажется тлетворной…

Мы молимся за вход вовнутрь еды,

О выходе всегда молчим упорно.

Ведь вход и выход – вечный паритет!

Устроена жизнь праведно и мудро:

Коль выхода торжественного нет,

Тяжёлым, словно гиря, будет утро.

2.05.2022

Эти два стихотворения побудили меня написать статью о теории биологической жизни.

Жизнь фауны разнообразна: надо добыть еду, найти место обитания, защититься от врагов, произвести и вырастить потомство. Биологическая жизнь, которая даёт возможность организму существовать, имеет две базовых функции: употребление еды и очистка системы пищеварения от отходов.

B2. Употребление еды живым существом.

C2.1. Что такое биологическая жизнь?

2.1.1. Возникновение и предмет биологии.

Термин биология введен в 1802 г. французским ученым Ж.Б.Ламарком и немецким ученым Г.Р.Тревиранусом для обозначения науки о жизни [2]. Биология - наука о жизни, её формах и закономерностях существования и развития. Современная биология – комплексная наука, которая занимается изучением многообразных форм живых организмов, их строения, функций, эволюции, индивидуального развития и взаимоотношений с окружающей средой. Вместе с физикой, химией, геологией, астрономией и другими науками изучающими природу, биология относится к естественным наукам. Предметом изучения биологии является жизнь во всех её проявлениях. Объектом изучения биологии являются все живые организмы, включая человека.

Использование в биологии методов, подходов, идей физики, химии, математики и других наук позволило: а) обогатить методический арсенал биологии; б) изучать биологические процессы на различных уровнях: от молекулярного и субклеточного до биосферного. Современная биология включает в себя комплекс таких наук как: зоология, ботаника, анатомия, физиология, микробиология, генетика, цитология, гистология, антропология, экология и другие. Прогресс биологии в XX веке, её возросшая роль среди других наук и делают её не только одной из важнейших наук XX, но и XXI века.

На протяжении развития биологии как науки многие ученые пытались определить суть понятия «жизнь». Аристотель"питание, рост и одряхление" Г.Тревиранус "стойкое единообразие процессов при различии внешних явлений" А.И.Опарин "особая, очень сложная форма движения материи" Диалектика определяет Жизнь - как "способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей внешней средой, с прекращением обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка». В настоящее время ЖИЗНЬ определяют как высшую биологическую форму движения материи, которая представляет собой способ существования открытых, т.е обменивающихся веществом и энергией, нуклеопротеидных систем, обладающих свойствами саморегуляции, самообновления и самовоспроизведения.

2.1.2. Попытки формулировки определения жизни в 20 веке.

Биология – это наука о жизни [3]. Классическое определение немецкого философа Фридриха Энгельса: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка» отражает уровень биологических знаний второй половины XIX в.

В XX в. делались многочисленные попытки дать определение жизни. Одно из таких определений выглядит следующим образом: жизнь можно определить как активное, идущее с затратой энергии, полученной извне, поддержание и самовоспроизведение специфических структур, состоящих из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот. В этом определении указывается на то, что жизнь связана не только с белками, но и с нуклеиновыми кислотами, носителями наследственной информации.

Ни нуклеиновые кислоты, ни белки вне клетки не являются субстратом жизни. Они становятся субстратом жизни лишь тогда, когда находятся и функционируют в клетке. Вне клетки – это химические соединения.

2.1.3. Что такое биологическая жизнь.

Жизнь — основное понятие философии и биологии, активная форма существования материи, которая в обязательном порядке содержит в себе «свойства живого», совокупность физических и химических процессов, протекающих в организме, позволяющих осуществлять обмен веществ и деление его клеток или размножение [4]. Основной атрибут живой материи — генетическая информация, используемая для репликации.

Более или менее точно определить понятие «жизнь» можно только перечислением качеств, отличающих её от нежизни. На текущий момент нет единого мнения относительно понятия жизни. Также под словом «жизнь» понимают период существования отдельно взятого организма от момента его появления до его смерти.

Существует более ста определений понятия «жизнь», и многие из них противоречат друг другу. Израильский генетик русского происхождения Эдуард Трифонов рассмотрел 123 определения жизни. Трифонов проанализировал лингвистическую структуру определений и разбил их на категории. За их разнообразием Трифонов обнаружил базовое ядро, сформулировав минимальное определение. Он заключил, что все трактовки едины в одном: жизнь — это «самовоспроизводство с изменчивостью».

Жизнь можно определить как активное, идущее с затратой полученной извне энергии, поддержание и самовоспроизведение молекулярной структуры.

Обмен веществ (метаболизм) — это набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.

Всем живым организмам присуще свойство воспроизведения себе подобных, обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни. Разные способы размножения подразделяются на два основных типа: бесполое и половое. Для организмов, обладающих клеточным строением, в основе всех форм размножения лежит деление клетки.

В основе современной биологии лежат пять фундаментальных принципов: клеточная теория, эволюция, генетика, гомеостаз и энергия.

2.1.4. Жизнь, определения и понятия.

«Жизнь есть способ существования белковых тел» — это строчка из классического определения жизни немецкого философа Ф. Энгельса в книге «Анти-Дюринг». Все развитие биологии за последние 100-150 лет подтверждает неразрывную связь жизнедеятельности организмов с белками [5].

Классическое определение «Жизнь — это способ существования белковых тел» нуждается в дополнении «…и нуклеиновых кислот». Понятие «жизнь» многогранно, включает в себя и способ бытия живых организмов, и особую форму движения материи. Что такое жизнь или живое существо — в современной биологии чаще всего определяется через набор специфичных процессов.

Субстрат жизни — это белки. Нуклеиновые кислоты отвечают за синтез белковых молекул, хранение и передачу наследственной информации. Клетки, состоящие из биополимеров, способны к самовоспроизведению благодаря удвоению молекул ДНК.

Обменные процессы между организмами и окружающей средой — необходимое условие существования. Если прекращается обмен, то прекращается и жизнь. Организмы устойчивы, они сохраняют уникальные свойства в постоянно меняющихся условиях среды обитания.

Почему трудно дать однозначное определение понятия “жизнь”? Есть комплекс отличительных признаков живого от неживого, в частности, наличие биополимеров. Однако белки и нуклеиновые кислоты встречаются и вне живых организмов. Вот почему очень сложно дать определение понятию “жизнь”, используя только одну фразу: “Жизнь – это форма существования белковых тел”.

По сей день феномен жизни остается сложным и трудным для понимания. Существует множество различных попыток приблизиться к определению жизни, которое было бы общим для всех наук. Исчерпывающего определения исследователи пока не нашли. Разработаны критерии для сравнения объектов живой и неживой природы. Типичные характеристики жизни: единство структурной организации, открытость, обмен веществ и энергии, самовоспроизведение, развитие и рост, раздражимость.

2.1.5. Что такое жизнь с точки зрения биологии?

Что такое жизнь с точки зрение биологии [6]? На сегодняшний день существует несколько трактовок данного понятия.

Жизнь – это форма существования живой материи, а также совокупность всех химических и физических процессов, которые протекают в каждой живой клетке. Такие явления способствуют клеточному метаболизму и размножению. За границами клетки жизнь не существует, поэтому вирусы проявляют характеристики живого только после переноса их генетической информации в клетку.

Научившись приспосабливаться к окружающей среде, каждая клетка живого начинает формировать многообразие живых организмов. Самый важный атрибут всего живого на планете Земля – это генетическая информация, которая используется для репликации.

Чтобы обозначить понятие "жизнь", нужно перечислить все качества, которые отличают ее от "не жизни".

Что такое жизнь с точки зрение биологии? На сегодняшний день еще нет точного понятия, но ученые объединили несколько основных критериев живого: метаболизм, рост, развитие, размножение и реакция на внешние раздражители. Другими словами, жизнь – это состояние организма на данный момент.

2.1.6. Основные свойства живых организмов.

Сущность жизни заключается в том, что живые организмы оставляют после себя потомство [7]. Наследственная информация передается из поколения в поколение, организмы саморегулируются и восстанавливаются при воспроизводстве потомства. Жизнь — это особая качественная, наивысшая форма материи, способная, оставляя потомство, к самовоспроизведению.

Понятию жизнь в разных исторических периодах давались различные определения. Первое научно правильное определение дал Ф. Энгельс: "Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел". При прекращении процесса обмена веществ между живыми организмами и окружающей средой белки распадаются, и жизнь исчезает. Опираясь на современные достижения биологической науки, русский ученый М. В. Волькенштейн дал новое определение понятию жизнь: "Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот.

На основании последних научных достижений современной биологической науки дано следующее определение жизни: "Жизнь — это открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы совокупностей живых организмов, построенные из сложных биологических полимеров — белков и нуклеиновых кислот".

2.1.7. Трудность однозначного определения жизни.

Многочисленные определения сущности жизни можно свести к двум основным [8]. Согласно первому, жизнь определяется субстратом, носителем её свойств (напр., белком); согласно второму, жизнь рассматривают как совокупность специфич. физико-химич. процессов. Классическое определение Ф. Энгельса: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка» — лишь формально может быть отнесено к первой категории, т. к. Энгельс имел в виду не собственно белки, а структуры, содержащие белок. Сам по себе белок — полимер, состоящий из аминокислотных остатков, может быть синтезирован химическим путём и никаких признаков жизни вне организма не проявляет. С другой стороны, обмен веществ также не может служить единственным критерием жизни. Энгельс писал, что «с обменом веществ мы не подвигаемся ни на шаг вперед, ибо тот своеобразный обмен веществ, который должен объяснить жизнь, в свою очередь нуждается сам в объяснении при посредстве жизни». В конечном счёте Энгельс склоняется к мысли о том, что критерием живого должно быть самообновление химических составных частей организмов. В самом общем смысле жизнь можно определить как активное, идущее с затратой полученной извне энергии поддержание и самовоспроизведение специфической структуры. Из этого определения непосредственно вытекает необходимость постоянной связи организма с окружающей средой, осуществляемой путём обмена веществом и энергией. Обмен веществ в пределах организма представлен совокупностью процессов ассимиляции, т. е. синтеза молекулярных компонентов клетки, в т. ч. специфичных для вида (в первую очередь белки и нуклеиновые кислоты), и диссимиляции, т. е. распада и выведения из организма остатков отработавших структур. Эти процессы сопровождаются перераспределением энергии.

Т. о., определение жизни как процесса обмена веществ не потеряло значения, однако оно дополняется организационной, информационной и эволюционной трактовкой. Обмен вешеств — условие поддержания и воспроизведения необходимой для жизни структуры, специфичной для каждого вида организмов.

Сложность проблемы происхождения жизни, трудность однозначного её определения неоднократно порождали идеалистические теории. Современные определения жизни, учитывающие достижения биологии 20 в., не оставляют места теориям, допускающим нематериальную природу сущности жизни. Однако они не сводят жизнь только к физико-химическим закономерностям. Осуществляемый на основе обмена веществ матричный синтез и вытекающая из него биологическая эволюция несвойственны неживой природе, по сравнению с которой жизнь — форма движения материи более высокого уровня.

2.1.8. Эволюция представлений о жизни.

Жизнь как природное явление очень сложна [9]. Многие ученые в разные времена пытались охарактеризовать свойства жизни и сформулировать определение понятия «жизнь». В связи с этим известен целый ряд концепций и подходов, выдвигаемых биологами и философами со времен античного мира. В конце XVIII века французские ученые-материалисты и философы Д. Дидро, Ж.-Ж. Руссо, Ф.-М. Вольтер, Ж.-Б. Бюффон, К. Гельвеций и другие, характеризовали понятие «жизнь» как состояние, противоположное смерти. Такое определение фактически ничего не сообщало о свойствах жизни и ее особенностях.

Самое первое, приемлемое с позиции науки определение жизни дал немецкий философ Фридрих Энгельс. В 1883 году в статье, вошедшей затем в его книгу «Диалектика природы», он говорит о жизни как форме движения материи, возникшей на определенной ступени развития неорганической природы. В том же труде, исходя из специфики процессов жизни, он приводит ее определение: «Жизнь — это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой. Причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка». Это определение долгие годы считалось классическим, поскольку предполагало важнейшую и первоначальную роль белка в появлении первых форм жизни.

С выяснением роли нуклеиновых кислот, которые оказались универсальным субстратом жизни благодаря их способности хранить и передавать информацию о собственной структуре и структуре белков, они были включены в определение понятия жизни наряду с белками.

Считается доказанным, что живая материя произошла из химических элементов неживой оболочки Земли в процессе длительного исторического развития. Основным проявлением свойств живой материи является жизнь, и она выражается в большом разнообразии видов и форм. Процесс появления живых клеток в результате химической эволюции на Земле называют биопоэзом. Этот термин ввел в 1947 году английский физик Джон Бернал, который сформулировал определение жизни следующим образом: «Жизнь — это особое проявление живой материи, возникшее в ходе биопоэза».

К пониманию сущности жизни наука подходит только сейчас, хотя попытки найти границу между живым и неживым предпринимались давно. Именно в конце XX века стало возможным объединить факты, накопленные в экспериментах, с теоретическими разработками в астрономии, физике, кибернетике, геологии, биологии, химии и социологии.

В содержании определений понятия «жизнь» всегда отражается уровень достижений естественнонаучных знаний о живой материи. Например, в середине XX века, когда уже были открыты материальные основы наследственности, а развитие теории систем и кибернетики создали основу для рассмотрения жизни как особых биосистем, в понятии «жизнь» отмечаются признаки, характеризующие те или иные ее биосистемные свойства и зависимости. Так, отечественный биохимик М.В. Волькенштейн пишет: «Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров белков и нуклеиновых кислот».

Иначе определяет понятие жизни биолог-эволюционист Б.М. Медников. Он подчеркивает важность активности жизни, потому отмечает, что «Жизнь — это активное свойство живой материи, идущее с затратой энергии на поддержание и воспроизведение специфической структуры». Биолог А.В. Присный считает, что жизнь — это информационное свойство материи в космосе и специфичность ее проявления на Земле. Он пишет: «Жизнь есть расширенное воспроизводство информации в отдельных материальных системах. Специфика земной формы жизни состоит в том, что она развивается преимущественно на основе одного вида материи — живого вещества, которое пока известно только на нашей планете».

По современным представлениям вся живая материя существует в форме живых систем — биосистем. Биологическими системами являются: организмы, их структурные единицы — клетки и молекулы, а также виды, популяции, биогеоценозы и самая большая, глобальная биосистема — биосфера. В этих биосистемах, разных по степени сложности и качеству, проявляется жизнь.

С учетом современных представлений определение жизни можно сформулировать следующим образом: жизнь — это особая форма движения материи, построенная на основе белков, нуклеиновых кислот и поглощения энергии, представленная в виде живых систем разных уровней сложности (от молекулярного до биосферного).

2.1.9. Официальное определение жизни.

Жизнь — способ бытия сущностей (живых организмов), наделенных внутренней активностью, процесс развития тел органического строения с устойчивым преобладанием процессов синтеза над процессами распада, особое состояние материи [10]. Жизнь — это способ существования белковых тел и нуклеиновых кислот, существенным моментом которой является постоянный обмен веществ с окружающей средой, причем с прикращением этого обмена прекращается и жизнь.

2.1.10. Заключение.

1. Термин биология введен в 1802 г. французским ученым Ж.Б.Ламарком и немецким ученым Г.Р.Тревиранусом для обозначения науки о жизни.

2. Предметом изучения биологии является жизнь во всех её проявлениях. Объектом изучения биологии являются все живые организмы, включая человека.

3. Прогресс биологии в XX веке, её возросшая роль среди других наук и делают её не только одной из важнейших наук XX, но и XXI века.

4. В настоящее время ЖИЗНЬ определяют как высшую биологическую форму движения материи, которая представляет собой способ существования открытых нуклеопротеидных систем, обладающих свойствами саморегуляции, самообновления и самовоспроизведения.

5. Жизнь можно определить как активное, идущее с затратой энергии, полученной извне, поддержание и самовоспроизведение специфических структур, состоящих из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот.

6. Ни нуклеиновые кислоты, ни белки вне клетки не являются субстратом жизни. Они становятся субстратом жизни лишь тогда, когда находятся и функционируют в клетке. Вне клетки – это химические соединения.

7. Более или менее точно определить понятие «жизнь» можно только перечислением качеств, отличающих её от нежизни. На текущий момент нет единого мнения относительно понятия жизни.

8. В основе современной биологии лежат пять фундаментальных принципов: клеточная теория, эволюция, генетика, гомеостаз и энергия.

9. По сей день феномен жизни остается сложным и трудным для понимания. Существует множество различных попыток приблизиться к определению жизни, которое было бы общим для всех наук. Исчерпывающего определения исследователи пока не нашли.

10. Научившись приспосабливаться к окружающей среде, каждая клетка живого начинает формировать многообразие живых организмов. Самый важный атрибут всего живого на планете Земля – это генетическая информация, которая используется для репликации.

11. Что такое жизнь с точки зрение биологии? На сегодняшний день еще нет точного понятия, поэтому считается, что жизнь – это состояние организма на данный момент.

12. Сущность жизни заключается в том, что живые организмы оставляют после себя потомство. Жизнь — это особая качественная, наивысшая форма материи, способная, оставляя потомство, к самовоспроизведению.

13. На основании последних научных достижений современной биологической науки дано следующее определение жизни: "Жизнь — это открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы совокупностей живых организмов, построенные из сложных биологических полимеров — белков и нуклеиновых кислот".

14. Осуществляемый на основе обмена веществ матричный синтез и вытекающая из него биологическая эволюция несвойственны неживой природе, по сравнению с которой жизнь — форма движения материи более высокого уровня.

15. Считается доказанным, что живая материя произошла из химических элементов неживой оболочки Земли в процессе длительного исторического развития. Основным проявлением свойств живой материи является жизнь, и она выражается в большом разнообразии видов и форм.

16. К пониманию сущности жизни наука подходит только сейчас, хотя попытки найти границу между живым и неживым предпринимались давно. Именно в конце XX века стало возможным объединить факты, накопленные в экспериментах, с теоретическими разработками в астрономии, физике, кибернетике, геологии, биологии, химии и социологии.

17. Официальное определение жизни: жизнь — это способ существования белковых тел и нуклеиновых кислот, существенным моментом которой является постоянный обмен веществ с окружающей средой, причем с прикращением этого обмена прекращается и жизнь.

2.1.11. Выводы.

1. Что такое жизнь с точки зрение биологии? На сегодняшний день еще нет точного понятия, но ученые объединили несколько основных критериев живого: метаболизм, рост, развитие, размножение и реакция на внешние раздражители. Другими словами, жизнь – это состояние организма на данный момент.

2. К пониманию сущности жизни наука подходит только сейчас, хотя попытки найти границу между живым и неживым предпринимались давно. Именно в конце XX века стало возможным объединить факты, накопленные в экспериментах, с теоретическими разработками в астрономии, физике, кибернетике, геологии, биологии, химии и социологии

3. Правильно и мудро поступили биологи, признав невозможность дать на сегдняшний день точное определения жизни вместо того, чтобы создавать ложные теории о сущности жизни.

D2.2. Теоретическй тупик биологической науки.

К пониманию сущности жизни наука подходит только сейчас, хотя попытки найти границу между живым и неживым предпринимались давно [9]. Именно в конце XX века стало возможным объединить факты, накопленные в экспериментах, с теоретическими разработками в астрономии, физике, кибернетике, геологии, биологии, химии и социологии.

Было очевидо различие между нежиой и живой прироой: живые организмы могли двигаться по земле, плавать в воде и летать в воздухе. Биологическая наука заявила о своём существовании в 1802 году [2]. Но в биологии длительное время был теоретический тупик: наука не знала происхождение энергии, которая обеспечивает жизнь и деятельность биологических объектов.

Биологию, прежде всего, интересовали такие понятия, как энергия, теплота и температура. Надежда была на теоретическую физику и химию. Что же могли предложить биологии эти науки?

2.2.1. Представление об энергии впервой половине 21 века.

Энергия — действие, деятельность, сила, мощь — скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой силы перехода движения материи из одних форм в другие,с целью ликвидации во времени реальных форм и видов материи во Вселенной для приведения ее в состояние покоя [11]. Введение понятия энергии удобно тем, что в случае, если физическая система является замкнутой, то её энергия сохраняется в этой системе на протяжении времени, в течение которого система будет являться замкнутой. Это утверждение носит название закона сохранения энергии.

С фундаментальной точки зрения энергия представляет собой один из трёх (наравне с импульсом и моментом импульса) аддитивных интегралов движения (то есть сохраняющихся во времени величин), связанный, согласно теореме Нётер, с однородностью времени, то есть независимостью законов, описывающих движение, от времени.

Если зададать вопрос физику, откуда берётся энергия, он ответит очень подробно и пространно, но точного определения не даст. Потому что в любой науке есть такие понятия, которые называются "неопределяемыми", то есть через них определяются все остальные понятия [12].

Откуда же берется энергия? Энергия неотделима от материи, друг без друга они не существуют. Здесь надо сделать отступление и пояснить такую мысль: любое вещество есть материя, но не всякая материя - это вещество. Существуют особые виды материи, которые не являются вещественными, их называют полями: гравитационное, магнитное, электрическое, электромагнитное. Все эти поля - особый вид материи. Вещество мы элементарно можем потрогать руками, но поле -нет.

Тем не менее в любой материи заключена энергия, и не существует энергии вне материи. Сожгли дрова (разрушили материю) - получили теплоту (выделилась энергия). Другой пример: электромагнитное излучение Солнца ( свет) передает энергию растениям, в которых, за счет этого, происходит фотосинтез и деление клеток. Растение увеличивает размер ( растет), и по мере роста накапливает вещество и , соответственно, накапливает энергию. Теперь мы растение можем: скушать, переработать, использовать как топливо, и накопленную энергию преобразовать для своих нужд.

Понятие энергии настолько вошло в наш обыденный лексикон, что мы, не задумываясь, применяем этот термин по поводу и без повода [13]. Нам кажется, что это существует в реальности как отдельная вещь или субстанция, как например, воздух или вода. В обыденной жизни часто жалуемся на то, что не хватает энергии, чтобы поднять что-либо или копать землю в саду, или если в доме нет света, говорим, что нет электрической энергии. Наши машины используют силу давления сгорающей углеводородной смеси в двигателях внутреннего сгорания или напора струи высокоскоростного истечения газа в реактивных двигателях. Для кипячения воды на газовой плите применяем тепловую энергию, выделяющуюся при химических реакциях горения. Также часто используем термины атомная энергия, ветровая энергия, энергия падающей воды и др. В различных областях науки в зависимости от области исследования применяются термины: гравитационная энергия, внутренняя энергия, химическая энергия, биоэнергия и т.д.

Энергия – общая количественная мера движения и мера перехода движения материи из одних форм в другие (взаимодействия всех видов материи). Энергия является мерой способности физической системы совершить работу, поэтому количественно энергия и работа выражаются в одних единицах.

С фундаментальной точки зрения энергия представляет собой интеграл движения (то есть сохраняющуюся при движении величину), связанный, согласно теореме Нётер, с однородностью времени. Таким образом, введение понятия энергии как физической величины целесообразно только в том случае, если рассматриваемая физическая система однородна во времени.

2.2.2. Что такое тепло?

Теплом называется природная энергия, которая создаётся беспорядочным движением частиц тела (атомов, молекул и т.п.) и проявляется в его нагревании [14].

Что происходит, когда мы даём телу тепло [15]? Мы разгоняем его молекулы, сообщая им все большую и большую скорость. То есть тепло – это и есть скорость молекул, составляющих тело! Еще раз: тепло – это средняя скорость движения частичек тела. Чем выше температура, тем выше скорость молекул. Чем больше скорость колебания молекул, тем горячее тело нам кажется. А чем меньше – тем холоднее.

В истории науки, и физики в том числе, было достаточно много моментов, когда нехватка знаний порождала фантастические и несуществующие объекты [16]. Так было и с теплотой. Несколько столетий в физике и химии господствовал теплород. Ученые думали, что теплота - это особая невесомая и невидимая жидкость, которую называли "теплород", и считали, что она есть в каждом теле и может из него выделяться. Разгром теплороду устроили Ломоносов и Лавуазье. Наш великий соотечественник Михаил Васильевич Ломоносов разобрался с теплородом, исходя из самых простых и известных всем вещей: желая согреть руки, мы их трем друг о друга, трением дерева о дерево можно разогреть их, да так сильно что они загорятся...

Причина теплоты- это движение. Это постулировал Ломоносов. Возьмите монету и быстро- быстро потрите ее о деревянную линейку - она нагреется причем очень сильно. Ударьте молотком по уже забитому гвоздю- шляпка гвоздя станет очень горячей. Все эти примеры подтверждают идеи Ломоносова. Теплота - это движение молекул, когда мы трем руки друг о друга - трение заставляет молекулы верхнего слоя кожи двигаться быстрее и активнее, тем самым увеличивая количество теплоты. Молекулы горячего воздуха движутся намного быстрее молекул холодного воздуха.

Теплота – кинетическая часть внутренней энергии вещества, определяемая интенсивным хаотическим движением молекул и атомов, из которых это вещество состоит[17]. Мерой интенсивности движения молекул является температура. Количество теплоты, которым обладает тело при данной температуре, зависит от его массы. Например, при одной и той же температуре в большой чашке воды с водой заключается больше теплоты, чем в маленькой, а в ведре с холодной водой теплоты может быть больше, чем в чашке с горячей водой.

Теплота играет важную роль в жизни человека, в том числе ив функционировании его организма. Часть химической энергии, содержащейся в пище, прверащется в теплоту, благодаря чему поддерживается температура тела человека. Теплотат невесома, и её можно получать в любых количествах за счёт механического движения. Теплота сама по себе не является веществом – это всего лишь энергия движения его атомов или молекул. Именно такого понимания теплоты придерживается современная физика.

2.2.3. Что такое температура?

Температура – это физическая величина, которая выражает, насколько горяча материя, или как мера средней поступательной кинетической энергии на атом или молекулу в системе [18]. Это обнаруживаемая часть молярной тепловой энергии вещества; разница температур позволяет происходить теплопередаче, поскольку энергия течет от более горячего тела к более холодному телу.

Температура – физическая величина, выражающая степень нагретости или холодности вещества [19]. Это проявление тепловой энергии, присутствующей во всей материи, которая является источником возникновения тепла, потока энергии, когда тело соприкасается с другим, более холодным или более горячим.

Температура – физическая величина, характеризующая термодинамическую систему и количественно выражающая интуитивное понятие о различной степени нагретости тел [20].

Живые существа способны воспринимать ощущения тепла и холода непосредственно с помощью органов чувств. Однако точное определение температуры требует, чтобы температура измерялась объективно, с помощью приборов. Такие приборы называются термометрами и измеряют так называемую эмпирическую температуру.

Если система находится в тепловом равновесии, то температура всех её частей одинакова. В противном случае в системе происходит передача энергии от более нагретых частей системы к менее нагретым, приводящая к выравниванию температур в системе, и говорят о распределении температуры в системе или скалярном поле температур. В термодинамике температура — интенсивная термодинамическая величина.

Температурой называют степень нагретости вещества [21]. Температура вещества связана с запасом его внутренней энергии, носителями которой являются атомы и молекулы. Поскольку средняя кинетическая и потенциальная энергии атомов и молекул вещества зависят от температуры, то практически все физические свойства вещества зависят от его температуры. Так, при изменении температуры твердого тела изменяются его линейные размеры, плотность, твердость, модуль упругости, разрушающие напряжения, электропроводность, теплопроводность, теплоемкость и ряд других свойств. Это представление о температуре основывается на явлении теплообмена между двумя телами, находящимися в тепловом контакте. Тело, более нагретое, отдающее тепло, имеет и более высокую температуру, чем тело, воспринимающее это тепло.

Температурой называется величина, характеризующая степень нагретости вещества. Это определение температуры основано на явлении теплообмена между двумя телами, находящимися в тепловом контакте.

Разные источники в работе [22] хариктеризуют степень наретости тела.

Степень нагретости тела характеризуется его температурой. Для измерения температуры применяют термометры.

Степень нагретости тела, называемая его температурой, характеризует тепловое состояние тела, а поток энергии от одного тела к другому называется тепловым потоком. Степень нагретости тела называется температурой.

2.2.4. Заключение.

1. Энергия — действие, деятельность, сила, мощь — скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой силы перехода движения материи из одних форм в другие,с целью ликвидации во времени реальных форм и видов материи во Вселенной для приведения ее в состояние покоя. С фундаментальной точки зрения энергия представляет собой интеграл движения (то есть сохраняющуюся при движении величину), связанный, согласно теореме Нётер, с однородностью времени. Таким образом, введение понятия энергии как физической величины целесообразно только в том случае, если рассматриваемая физическая система однородна во времени.

Такое понимание энергии теоретической физики неприемлемо к биологии и ниакак немогло решить пролему биологической науки об энергии жизни биологических объектов.

2. Теплом называется природная энергия, которая создаётся беспорядочным движением частиц тела и проявляется в его нагревании. Причина теплоты- это движение. Теплота – кинетическая часть внутренней энергии вещества, определяемая интенсивным хаотическим движением молекул и атомов, из которых это вещество состоит. Теплота сама по себе не является веществом – это всего лишь энергия движения его атомов или молекул. Именно такого понимания теплоты придерживается современная физика.

Возможно, современную физику устраивает такое понимани теплоты. Трудно понять, какие атомы и молекулы живого организма движутся, чтобы в теле вырабатывалось тепло. Для биологии такое определение тепла бессмысленно.

3. Антинаучным в теоретической физике является представление о температуре. Температура – физическая величина, выражающая степень нагретости или холодности вещества. Температурой называют степень нагретости вещества.

С другой стороны, степень нагретости тела называется температурой. Параметр температуры выражается сам через себя: температура – это нагретость вещества, а нагретость вещества – температура.

2.2.5. Выводы.

1. Теоретическая физика сама не знает, что такое энергия, тепло и температура. Надежды биологии на научную помощь от физики оказались тщетны.

2. Биологии пришлось находить свой путь в понимании сущности энергии, тепла и температуры.

E2.3. Энергия, необходимая для жизни существа.

2.3.1. Пища – источник энергии и строительного материала.

Для поддержания своей жизнедеятельности человек должен употреблять пищу [23]. Пищевые продукты содержат все необходимые для жизни вещества: воду, минеральные соли и органические соединения. Белки, жиры и углеводы синтезируются растениями из неорганических веществ с помощью солнечной энергии. Животные строят своё тело из питательных веществ растительного или животного происхождения.

Питательные вещества, поступающие в организм с пищей, — это строительный материал и одновременно источник энергии. При распаде и окислении белков, жиров и углеводов выделяется разное, но постоянное для каждого вещества количество энергии, характеризующее их энергетическую ценность.

Попав в организм, пищевые продукты подвергаются механическим изменениям – измельчаются, смачиваются, расщепляются на более простые соединения, растворяются в воде и всасываются. Совокупность процессов, в результате которых питательные вещества из окружающей среды переходят в кровь, называется пищеварением.

2.3.2. Питание – основа жизни организма.

Питание – одна из центральных проблем, решение которой составляет предмет постоянных забот человечества [24]. В истории науки известны две основные теории питания. Первая возникла во времена античности, вторая – классическая, часто называемая теорией сбалансированного питания, – появилась более двухсот лет назад. Вторая теория, доминирующая в настоящее время, пришла на смену античной и является одним из замечательных достижений экспериментальной биологии и медицины.

Античная теория связана с именами Аристотеля и Галена. Согласно этой теории, питание организма происходит за счет крови, которая непрерывно образуется из пищевых веществ в результате сложного процесса неизвестной природы, сходного с брожением. В печени кровь очищается и затем используется для питания органов и тканей. Предварительное пищеварение рассматривалось как процесс трансформации пищевых веществ в другие субстанции, которые служат источником энергии и строительных компонентов.

Теория сбалансированного питания возникла вместе с классическим экспериментальным естествознанием и, в сущности, остается господствующим мировоззрением и в настоящее время. Классическая теория питания сыграла исключительную роль в прогрессе ряда наук и технологий. Мысль о приготовлении жидкостей тела из пищи заменилась принципиально новой идеей о разложении пищи на элементы, часть которых включалась в состав организма, а балластные вещества отбрасывались. Классическая теория сбалансированного питания окончательно сформировалась в конце XIX – начале XX века.

Классическая теория сбалансированного питания может быть сведена к нескольким фундаментальным постулатам:

1. питание поддерживает молекулярный состав организма и возмещает его энергетические и пластические расходы;

2. идеальным считается питание, при котором поступление пищевых веществ максимально точно (по времени и составу) соответствует их расходу;

3. поступление пищевых веществ в кровь обеспечивается в результате разрушения пищевых структур и всасывания нутриентов, необходимых для метаболизма, энергетических и пластических потребностей организма;

4. пища состоит из нескольких компонентов, различных по физиологическому значению, – нутриентов, балластных веществ (от которых она может быть очищена) и вредных (токсических) веществ;

5. ценность пищевого продукта определяется содержанием и соотношением в нем аминокислот, моносахаридов, жирных кислот, витаминов и некоторых солей;

6. утилизация пищи осуществляется самим организмом.

2.3.3. Чтобы жить, организму нужна энергия.

В зависимости от поставленных задач, можно различать различные энергетические уровни: физический, эмоциональный, психический, интеллектуальный [25]. Но без должного физического уровня говорить о других видах энергии не имеет смысла. Чтобы разобраться в вопросах энергетики организма, надо понять, откуда берется самая основная (физическая) энергия и для чего организм человека использует энергию.

Энергия нужна организму, чтобы все его органы работали нормально и была энергия для движения (сокращения мышц). Откуда же организм берёт энергию? Клетки организма получает энергию в результате распада АТФ (школьный курс). Это универсальный аккумулятор организма. Природа также продумала, как можно постоянно пополнять его заряд, используя полезные вещества, что поступают в организм при питании.

АТФ появляется как раз в результате расщепления полезных веществ. Это процесс может быть как под действием кислорода, так и без него. В первом случае идет полный распад (кислород расщепляет все), во втором – нет. Без кислорода, как правило, расщепляется только глюкоза. При этом организм получает энергию практически моментально, но ее надолго не хватает, т.к. расщепление не полное, а в мышцах накапливаются продукты распада (молочная кислота).

Чтобы жить, организму человека нужна энергия. Как же организм получает энергию? Организм извлекает энергию из пищи и кислорода. Если человек ведет более активный образ жизни, то ему нужно больше пищи, чтобы быть энергичным.

2.3.4. Как возникает энергия человека?

Откуда берется неведомая сила, дающая организму эмоциональный и физический заряд [26]? Что такое энергия человека? Как она возникает? Почему иногда мы чувствуем избыток душевных и физических сил, а иногда, наоборот, находимся в состоянии полного истощения?

Из жизненных наблюдений ясно, что энергия величина нестабильная, и в то же время неиссякаемая. Она есть буквально везде и во всем.

В организме человека энергия также трансформируется в разные формы. Это необходимо для того, чтобы «напитаться» ей могли клетки всех органов. Энергия возникает в процессе расщепления химических элементов, которые поступают в организм с продуктами питания, водой, воздухом. Белки, жиры и углеводы попадают в клетки в виде атомов и молекул. Там они подвергаются дальнейшему преобразованию: например, глюкоза распадается до пирувата (пировиноградной кислоты) и лактата (молочной кислоты), жирные кислоты извлекаются из триглицеридов (запасов внутреннего жира) и окисляются до фосфатов. И все эти реакции протекают с выделением энергии, которая сосредоточена в одной уникальной молекуле, являющейся «бензином» для наших клеток,– аденозинтрифосфате (АТФ). Процессы окисления происходят постоянно в мышечных или нервных клетках в присутствии воды и кислорода. При этом АТФ не исчезает полностью, а лишь теряет одну энергетическую связь. Энергии от расщепления одной молекулы АТФ хватает на 1-3 секунды мышечной работы.

Как же возникает АТФ в организме? В процессе эволюции клетки научились вырабатывать энергетические молекулы, без которых невозможна их работа. Для этого в организме были организованы три вида процессов, дающих разное количество энергии:

1. Окисление глюкозы без участия кислорода.

Эта реакция похожа на тление угля в печке при закрытой дверце без доступа воздуха. Реакция протекает во внутренней среде (цитоплазме) самой клетки. Результат – всего 2 молекулы АТФ.

2. Окисление глюкозы с участием кислорода.

Эта химическая реакция более продуктивна: из 1 молекулы глюкозы в присутствии кислорода рождается 36 молекул АТФ. Согласитесь, с доступом воздуха уголь сгорает лучше? В качестве печки в этом случае выступают специальные отделы клетки – митохондрии.

3. Окисление жира с участием кислорода.

Результат самый впечатляющий – 146 (!) молекул АТФ из 1 молекулы триглицерида. Жир – это очень качественное топливо, и сгорает он также в митохондриях.

Следовательно: митохондрии – основной источник энергии, то есть молекул АТФ.

Митохондрии – настоящие генераторы энергии. Эти мельчайшие крошечные органы, расположенные в каждой клетке, диаметром около 1 микрометра. Они обеспечивают энергией все клеточные реакции, которые нужны для большинства жизненно важных функций клеток.

Еда – это энергетическое топливо, наподобие дров или угля, для наших митохондрий. Митохондрии, как печка, поддерживают оптимальную температуру в организме при минимальном «горении» углеводов и дают много «жара» при сжигании жира.

Больше всего митохондрий сосредоточено там, где требуется много энергии для жизнедеятельности. АТФ доставляются в любую область клетки, где возникает необходимость в ней. Особые ферменты клетки разрывают химические связи между фосфатами в АТФ и высвобождается энергия. Она распределяется неравномерно, но разумно:

- 60 % «забирают» обратно митохондрии на обеспечение своих жизненных процессов;

- 40% клетка использует для своих функций (обновление структур, укрепление оболочки, антиоксидантные и противовоспалительные процессы).

К сожалению, в нашем организме не предусмотрено хранилище для энергетических ресурсов. Поэтому для нормальной жизнедеятельности наши митохондрии должны работать бесперебойно, чтобы постоянно синтезировать новые молекулы АТФ.

2.3.5. Откуда происходит энергия?

Человек получает энергию от пищи и кислорода [27]. Количество поглощаемой им пищи определяет количество энергии, которое он может реализовать с помощью кислорода. В результате пищеварения еда преобразуется в весьма простые вещества, которые могут храниться в запасе и употребляться по мере надобности, высвобождая энергию в процессе своих химических превращений. Уксус и сода, соединяясь в стакане, производят тепло, то есть энергию. Содержащиеся в организме вещества, соединяясь более сложным образом с кислородом, точно так же производят тепло; при этом определенное количество пищи производит определенное количество калорий энергии, используемой организмом. Еще не вполне выяснено, каким образом это тепло превращается в формы энергии, необходимые организму.

Таким образом, наша энергия происходит от пищи, которую мы едим, и от воздуха, которым мы дышим. Железы играют важную роль в установлении требуемого темпа выдачи этой энергии в спокойное время или во время возбуждения. От мозга же зависит, в конечном счете, указание целей применения энергии

2.3.6. Откуда берётся энергия для организма?

За счет чего человек двигается [28]? Что такое энергетический обмен? Откуда берется энергия для организма? На сколько ее хватит? При какой физической нагрузке, какая энергия расходуется? Вопросов как видите много. Энергетический обмен – совокупность реакций расщепления органических веществ, сопровождающихся выделением энергии.

Для обеспечения движения (актиновых и миозиновых нитей в мышце) мышце требуется АденозинТриФосфат (АТФ). При разрыве химических связей между фосфатами выделяется энергия, которая используется клеткой. При этом АТФ переходит в состояние с меньшей энергией в АденозинДиФосфат (АДФ) и неорганического Фосфора (Ф). Если мышца производит работу, то АТФ постоянно расщепляется на АДФ и неорганический фосфор выделяя при этом энергию (порядка 40-60 кДж/моль). Для продолжительной работы необходимо восстановление АТФ с такой скоростью, с какой это вещество используется клеткой.

Источники энергии, используемые при кратковременной, непродолжительной и продолжительной работе различные. Образование энергии может осуществляться как анаэробным (безкислородным), так и аэробным (окислительным) способом.

Выделяют три энергетические системы, обеспечивающие физическую работу человека:

1. Алактатная или фосфагенная (анаэробная). Связана с процессами ресинтеза АТФ преимущественно за счет высокоэнергетического фосфатного соединения – КреатинФосфата (КрФ).

2. Гликолитическая (анаэробная). Обеспечивает ресинтез АТФ и КрФ за счет реакций анаэробного расщепления гликогена и/или глюкозы до молочной кислоты (лактата).

3. Аэробная (окислительная). Возможность выполнения работы за счет окисления углеводов, жиров, белков при одновременном увеличении доставки и утилизации кислорода в работающих мышцах.

Быстродоступную энергию мышце дает молекула АТФ (АденозинТриФосфат). Этой энергии хватает на 1-3 секунды. Этот источник используется для мгновенной работы, максимальном усилии. В организме АТФ является одним из самых часто обновляемых веществ; так, у человека продолжительность жизни одной молекулы АТФ менее 1 мин. В течение суток одна молекула АТФ проходит в среднем 2000—3000 циклов ресинтеза (человеческий организм синтезирует около 40 кг АТФ в день, но содержит в каждый конкретный момент примерно 250 г), то есть запаса АТФ в организме практически не создаётся, и для нормальной жизнедеятельности необходимо постоянно синтезировать новые молекулы АТФ.

Пополняется АТФ за счет КрФ (КреатинФосфат), это вторая молекула фосфата, обладающего высокой энергией в мышце. КрФ отдает молекулу Фосфата молекуле АДФ для образования АТФ, обеспечивая тем самым возможность работы мышцы в течение определенного времени.

Как в первом случае, так и во втором процесс образования АТФ происходит в анаэробном режиме, без участия кислорода. Ресинтез АТФ за счет КрФ осуществляется почти мгновенно. Эта система обладает наибольшей мощностью по сравнению с гликолитической и аэробной и обеспечивает работу «взрывного» характера с максимальными по силе и скорости сокращениями мышц. Так выглядит энергетический обмен при кратковременной работе, другими словами, так работает алактатная система энергообеспечения организма.

Источниками энергии для организма человека при продолжительной аэробной работе, необходимые для образования АТФ служат гликоген мышц, глюкоза в крови, жирные кислоты, внутримышечный жир. Этот процесс запускается при длительной аэробной работе.

При воздействии кислорода молекулы гликогена, глюкозы, жира расщепляются синтезируя АТФ с выделением углекислого газа и воды. Большинство реакций происходит в митохондриях клетки.

2.3.7. Как образуется энергия в организме человека?

Все биологические процессы в тканях и клетках живых существ — обменные, выделительные, двигательные, делительные и другие происходят за счет энергии, которая синтезируется в организме [29]. Но откуда берется эта энергия и как ее еще можно использовать?

Энергия клеток человека поистине уникальна — можно подумать, что она берется из ниоткуда и на ее основе осуществляются тысячи сложных биохимических процессов, причем одновременно. И хотя вся эта биоэлектрическая мощь нужна самому телу, чтобы функционировать, теоретически такая энергия действительно могла бы питать большое количество технических приборов, если бы ее можно было перевести в обычный ток в бытовом его понимании.

Еще в 1929 году группа ученых из Гарвардской медицинской школы открыла химическое вещество аденозинтрифосфорную кислоту — АТФ — универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в любых живых системах. Чуть позже, также американские биохимики установили, что именно АТФ является основным переносчиком энергии в живой клетке. То есть все, что клетка делает — дышит, делится, развивается, — она осуществляет за счет этого вещества. Аденозинтрифосфат — это молекула, которая состоит из пятиуглеродного сахара — рибозы, соединения атома углерода с азотом и трифосфатом, который обычным людям более известен как солевой пищевой стабилизатор. Что же представляет собой этот живой биохимический сгусток энергии? Фактически это — в молекулярном размере сахар, протеин, молочная кислота, соли и кислород — все то, без чего любое существо, в том числе и человек, не способно жить.

Как же работает АТФ? Человек употребляет продукты питания и в его организм поступают различные вещества, но главное — жирные кислоты и глюкоза. Они проходят многочисленные циклы расщепления, которые тесно связаны с дыханием. Во многом благодаря им из молекулы кислорода выделяются ионы водорода, которые по своей сути являются протонами. Представим себе, что живой организм специально создает пока еще «пустые батарейки» — клетки синтазы специально для последующего наполнения их энергией. Положительные заряды, взаимодействуя внутри клетки синтазы с другими микровеществами, создают электрический потенциал в ее мембране. Исследование, как все это точно происходит, еще в прошлом веке осуществил английский биохимик, член Лондонского королевского общества Питер Митчелл. За открытие хемоосмотического механизма синтеза АТФ путем транспорта протонов в 1978 году он получил Нобелевскую премию по химии. Этот принцип приблизительно выглядит так: протоны быстро движутся по специальным каналам клеточной мембраны синтазы, внутри которой расположен некий биологический вид молекулярноскопического ротора. Несущиеся протоны, словно река, раскручивают маховики этого ротора со скоростью 300 оборотов в секунду. Только так действует одна клетка синтазы АТФ, а сколько их в организме человека? В 1997 году английский химик Джон Уокер и его американский коллега, Член Национальной академии наук США Пол Бойер достоверно описали механику работы синтазы АТФ, за что и получили Нобелевскую премию на двоих. Эта круглая молекула во время синтеза аденозинтрифосфорной кислоты за счет потока ионов водорода, вырывающихся наружу, вращается и «захватывает» необходимые ей в межклеточном пространстве разные микробиологические «детали». Поэтому синтаза и действует эффективно и мгновенно — за каждый свой оборот, то есть за одну секунду, она «выпускает» три готовых молекулы АТФ. А сколько секунд в сутках? Если умножить, получается, что ежедневно в человеческом теле вырабатывается примерно 50 кг АТФ. Только зачем нам так много?

Возникает вопрос, можно ли использовать АТФ в других целях? Ученые выяснили, что обычных запасов АТФ, которые может в себе скапливать человеческий организм, хватает только на первые 2—3 секунды практически любой двигательной активности. Однако мышцы могут работать только при наличии этого аденозинтрифосфата. Поэтому в теле человека специальные биологические системы, состоящие из цепочек-колоний синтазы АТФ, постоянно генерируют новые ее молекулы и даже могут работать медленнее или быстрее в зависимости от продолжительности физической нагрузки. Поэтому, чисто теоретически, метаболизм данной энергии, так необходимой мышцам, можно использовать для увеличения силы и мощности в спорте. Если ученые выяснили, как биохимически синтезируется энергия в организме человека на клеточном уровне, то создать ее в чистом виде должны наверняка. И действительно, цикл получения аденозинтрифосфорной кислоты в лабораторных условиях на данный момент описан во многих научных трудах по биохимии и физиологии человека. Однако такая прямая активация мышечной работы за счет дополнительного введения в организм раствора АТФ наталкивается на ряд различных препятствий. Во-первых, существует запрет Международного антидопингового агентства на применение инъекционной формы АТФ. А во-вторых, многие исследователи опытным путем уже установили, что фармакологически дозировка ампульного раствора АТФ настолько мала, что не оказывает действительно значительного влияния на метаболические процессы в организме человека.

2.3.8. Энергия жизни.

Источником энергии для жизнедеятельности служат питательные вещества [30]. Прежде чем превратиться в «топливо» для энергетической машины клетки, они должны быть соответствующим образом обработаны. Пища состоит из очень различных и сложно построенных крупных молекул биополимеров: белков, жиров и полимерных углеводов — крахмала и гликогена. В пищеварительном тракте полимеры расщепляются на свои составные части — мономеры. Тем самым достигается определенная универсализация питательного материала. Мы получаем с пищей сотни различных белков; в желудке и кишечнике все они распадаются, давая смесь аминокислот, разнообразие которых ограничивается всего двадцатью типами. Жиры пищи превращаются в кишечнике всегда в одни и те же вещества — глицерин и несколько жирных кислот. Различные полисахариды гидролизуются и дают одно и то же вещество — глюкозу. Таким образом, вместо многих сотен различных полимеров пищи в кишечнике образуется всего несколько десятков мономеров, которые затем доставляются клеткам наших тканей по кровеносным и лимфатическим путям.

В клетках происходит дальнейшая универсализация «топлива». Мономеры превращаются в более простые молекулы карбоновых кислот с углеродной цепочкой от двух до шести атомов. Если мономеров насчитывается несколько десятков, то карбоновых кислот — всего десять. Так окончательно утрачивается специфика пищевого материала. Независимо от того, какое вещество поступило с пищей — белок, жир или углевод, пути обмена всегда приводят к карбоновым кислотам. Различия будут лишь в том, какие именно карбоновые кислоты и в каком количестве образуются из данного пищевого материала.

Но и карбоновые кислоты — это еще только предшественники того материала, который можно назвать «биологическим горючим». Они еще недостаточно просты и стандартны для энергетических машин клетки. Следующий этап универсализации — отщепление от карбоновых кислот водорода. Независимо от того, какая карбоновая кислота подверглась превращению, продуктом реакции всегда оказываются атомы водорода. При этом образуется углекислый газ, который мы выдыхаем.

Атом водорода содержит электрон и протон. Для биоэнергетики роль этих двух составных частей атома далеко не равноценна. Энергия, заключенная в атомном ядре, недоступна для клетки. Значит, нужно сосредоточить свое внимание на другом компоненте — электроне.

Действительно, превращения электрона дают большую часть той энергии, которая затем будет использована в процессах жизнедеятельности. Поэтому освобождение электрона — это последний этап универсализации биологического «топлива». После этого акта уже не важно ни то, какой полимер служил источником пищи, ни то, какие мономеры возникли при его распаде; не существенно, в какие карбоновые кислоты превратились эти мономеры и от каких органических молекул были оторваны атомы водорода. Независимо от всех этих обстоятельств мы приходим к носителю энергии — электрону.

Освободившись от протона при помощи специального биокатализатора — фермента флавопротеида, электрон попадает на другой фермент — цитохром В, затем на цитохром С, на цитохром А и, наконец, на кислород. Приняв два электрона, кислород заряжается отрицательно, присоединяет два протона и образует воду. Так совершается акт клеточного дыхания — потребление кислорода, который поступает в наш организм с воздухом через легкие и переносится кровью к клеткам тканей.

Образованием воды заканчивается сложный путь окисления питательных веществ в клетке. По мере продвижения по этому пути вещества энергетически обесцениваются, причем большая часть энергии освобождается на последних стадиях, когда электрон как бы падает с менее устойчивой орбиты на более устойчивую.

Какова же судьба освободившейся энергии? Часть ее рассеивается в виде тепла, а часть используется для синтеза всегда одного и того же вещества — АТФ — аденозинтрифосфорной кислоты из АД — аденозиндифосфорной кислоты и фосфорной кислоты. Присоединение фосфорной кислоты к АДФ (ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ) связано с энергетическими тратами, которые оплачиваются за счет энергии, освобождающейся при перемещении электрона на более устойчивую орбиту. Это происходит, когда органические вещества отдают свои электроны кислороду (ОКИСЛЕНИЕ).

Сопряжение окисления и фосфорилирования лежит в основе энергетики любой живой клетки. Образуемая при этом АТФ используется как аккумулятор энергии. Именно этим аккумулятором восполняется потребность в энергии, в каком бы месте клетки она ни возникла. При этом аккумулятор «разряжается»: происходит распад АТФ на исходные составляющие — АДФ и фосфорную кислоту. Выделяющаяся энергия может быть использована для мышечного сокращения, если это мышечная клетка, для осмотической работы, если это почки, для проведения нервного импульса, если это нерв.

Биосинтезы веществ, из которых клетка строит свои структуры, также обеспечиваются энергией АТФ. Появление продуктов распада АТФ вызывает немедленное окисление новой порции питательного материала и «перезарядку» аккумулятора — синтез АТФ посредством окислительного фосфорилирования.

Центральная проблема окислительного фосфорилирования — это вопрос о том, каким образом энергия, освобождающаяся при превращениях электрона, накапливается в химических связях молекулы АТФ.

Чрезвычайная трудность прямого исследования окислительного фосфорилирования часто мешала поставить точный эксперимент. Возникающая пустота обычно заполнялась гипотезами из печально прославившейся области «бумажной биохимии». В биоэнергетике предположения так часто сменяют друг друга, что скептики стали сомневаться даже в, казалось бы, твердо установленных фактах, а любители статистики занялись вычислением средней продолжительности жизни новых гипотез из области биоэнергетики. Один из корифеев современной биоэнергетики, лауреат Нобелевской премии А. Сцент-Дьёрдьи выпустивший за три года две книги, достаточно противоположные по содержанию, пришел к такому печальному выводу. «Неизвестное, — писал он, — это малонадежная почва, и человек, вступающий на нее, не может рассчитывать на большее, чем на то, что его ошибки окажутся почетными».

2.3.9. Официальное представление энергии в биологии.

Биоэнергетика, биологическая энергетика, изучает механизмы преобразования энергии в процессах жизнедеятельности организмов [31]. Методы и подходы к изучаемым явлениям, применяемые в биоэнергетике, — физико-химические, объекты и задачи — биологические. В середине 20 в., в связи с общим направлением развития биологических наук, центральное место в биоэнергетике заняли исследования механизма преобразования энергии в живых организмах.

Все исследования в области биоэнергетики основываются на единственно научной точке зрения, согласно которой к явлениям жизни полностью применимы законы физики и химии, а к превращениям энергии в организме — основные начала термодинамики. Однако сложность и специфичность биологических структур и реализующихся в них процессов обусловливают ряд глубоких различий между биоэнергетикой и энергетикой неорганического мира. Поэтому в ходе эволюции организмы выработали ряд специфических механизмов прямого преобразования одной формы свободной энергии в другую, минуя её переход в тепло. Одним из основных результатов развития биоэнергетики в последние десятилетия является установление единообразия энергетических процессов во всём живом мире — от микроорганизмов до человека.. Веществами, через которые реализуется энергетика организмов, являются макро-эргические соединения, характеризующиеся наличием фосфатных групп.

Энергия, освобождающаяся при отщеплении фосфатных групп, может использоваться для синтеза биологически важных веществ с повышенным запасом свободной энергии и для процессов жизнедеятельности, связанных с превращением свободной химической энергии в работу (механическую, активного переноса веществ, электрическую и т.д.). Важнейшим из этих соединений веществом, играющим для всего живого мира роль почти единственного трансформатора и передатчика энергии, является аденозинтрифосфорная кислота — АТФ, расщепляющаяся до аденозиндифосфорной кислоты (АДФ) или аденозинмонофосфорной кислоты (АМФ).

Энергия макроэргических связей АТФ является универсальной формой запасания свободной энергии для всего живого мира: все преобразования энергии в процессах жизнедеятельности осуществляются через аккумуляцию энергии в этих связях и её использование при их разрыве. Обмен веществ (метаболизм) в клетке состоит из непрерывно совершающихся распада сложных веществ до более простых (катаболические процессы) и синтеза более сложных веществ (анаболические процессы). Катаболические процессы являются экзергоническими, т. е. идут с уменьшением свободной энергии; анаболические процессы — эндергонические, они протекают с увеличением свободной энергии. Согласно общим законам термодинамики, экзергонические процессы могут протекать спонтанно, самопроизвольно, процессы же эндергонические требуют притока свободной энергии извне. В клетке это осуществляется благодаря сопряжению обоих процессов: одни используют энергию, освобождаемую при протекании других. Это сопряжение, лежащее в основе всего метаболизма и жизнедеятельности клетки, совершается при посредстве системы АТФ—АДФ, создающей промежуточные, обогащенные энергией соединения.

Энергетика процессов метаболизма, в которых энергия сохраняет форму химической, в основных чертах ясна, но этого нельзя сказать о процессах, в которых энергия переходит из химической формы в механическую работу или какой-нибудь иной вид энергии (например, электрический). Так, известно, например, что работа, совершаемая сокращающейся мышцей, производится за счёт энергии, освобождающейся при гидролизе АТФ, но механизм этого преобразования энергии ещё не ясен. Выяснение интимных механизмов механо-химического эффекта и других превращений химической энергии — важная и актуальная задача биоэнергетики, успешное решение которой может открыть путь к прямому преобразованию химической энергии в механическую и электрическую без промежуточного «разорительного» превращения её в тепло.

Изучение первичных механизмов миграции энергии на клеточном и молекулярном уровнях показало, что решающую роль в них играет транспорт электронов по цепи передатчиков. В отдельных звеньях этой цепи окислительно-восстановительных реакций происходит освобождение небольших порций свободной энергии.

Дальнейшее изучение проблем бирэнергетики, в частности механизмов преобразования химической энергии в работу, требует перехода к рассмотрению этих процессов на субмолекулярном уровне, где вступают в силу законы квантовой физики и химии.

2.3.10. Заключение.

1. Питательные вещества, поступающие в организм с пищей, — это строительный материал и одновременно источник энергии. Питание поддерживает молекулярный состав организма и возмещает его энергетические и пластические расходы.

2. Поступление пищевых веществ в кровь обеспечивается в результате разрушения пищевых структур и всасывания нутриентов, необходимых для метаболизма, энергетических и пластических потребностей организма.

3. Энергия нужна организму, чтобы все его органы работали нормально и была энергия для движения (сокращения мышц). Клетки организма получает энергию в результате распада АТФ. АТФ появляется как раз в результате расщепления полезных веществ. Организм извлекает энергию из пищи и кислорода.

4. Энергия возникает в процессе расщепления химических элементов, которые поступают в организм с продуктами питания, водой, воздухом. В процессе эволюции клетки научились вырабатывать энергетические молекулы, без которых невозможна их работа. Митохондрии – настоящие генераторы энергии. Они обеспечивают энергией все клеточные реакции, которые нужны для большинства жизненно важных функций клеток.

5. Еда – это энергетическое топливо, наподобие дров или угля, для наших митохондрий. Митохондрии, как печка, поддерживают оптимальную температуру в организме при минимальном «горении» углеводов и дают много «жара» при сжигании жира.

6. Больше всего митохондрий сосредоточено там, где требуется много энергии для жизнедеятельности. АТФ доставляются в любую область клетки, где возникает необходимость в ней. В организме не предусмотрено хранилище для энергетических ресурсов, поэтому для нормальной жизнедеятельности митохондрии должны работать бесперебойно, чтобы постоянно синтезировать новые молекулы АТФ.

7. Человек получает энергию от пищи и кислорода. Количество поглощаемой им пищи определяет количество энергии, которое он может реализовать с помощью кислорода. Содержащиеся в организме вещества, соединяясь более сложным образом с кислородом, производят тепло. Еще не вполне выяснено, каким образом это тепло превращается в формы энергии, необходимые организму.

8. Энергия происходит от пищи, которую мы едим, и от воздуха, которым мы дышим. Железы играют важную роль в установлении требуемого темпа выдачи этой энергии в спокойное время или во время возбуждения. От мозга же зависит, в конечном счете, указание целей применения энергии.

9. Быстродоступную энергию мышце дает молекула АТФ. Этой энергии хватает на 1-3 секунды. Этот источник используется для мгновенной работы, максимальном усилии. В организме АТФ является одним из самых часто обновляемых веществ; так, у человека продолжительность жизни одной молекулы АТФ менее 1 мин. В течение суток одна молекула АТФ проходит в среднем 2000—3000 циклов ресинтеза (человеческий организм синтезирует около 40 кг АТФ в день). Источниками энергии для организма человека при продолжительной аэробной работе, необходимые для образования АТФ служат гликоген мышц, глюкоза в крови, жирные кислоты, внутримышечный жир. Этот процесс запускается при длительной аэробной работе.

10. АТФ — универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в любых живых системах. Человек употребляет продукты питания и в его организм поступают различные вещества, но главное — жирные кислоты и глюкоза. Они проходят многочисленные циклы расщепления, которые тесно связаны с дыханием. Во многом благодаря им из молекулы кислорода выделяются ионы водорода, которые по своей сути являются протонами. Протоны быстро движутся по специальным каналам клеточной мембраны синтазы, внутри которой расположен некий биологический вид молекулярноскопического ротора. Несущиеся протоны, словно река, раскручивают маховики этого ротора со скоростью 300 оборотов в секунду.

11. Атом водорода содержит электрон и протон. Для биоэнергетики роль этих двух составных частей атома далеко не равноценна. Энергия, заключенная в атомном ядре, недоступна для клетки. Значит, нужно сосредоточить свое внимание на другом компоненте — электроне.

12. Превращения электрона дают большую часть той энергии, которая затем будет использована в процессах жизнедеятельности. Поэтому освобождение электрона — это последний этап универсализации биологического «топлива». Независимо от всех этих обстоятельств носителем энергии является электрон.

13. Изучение первичных механизмов миграции энергии на клеточном и молекулярном уровнях показало, что решающую роль в них играет транспорт электронов по цепи передатчиков.

14. Центральная проблема окислительного фосфорилирования — это вопрос о том, каким образом энергия, освобождающаяся при превращениях электрона, накапливается в химических связях молекулы АТФ.

15. Чрезвычайная трудность прямого исследования окислительного фосфорилирования часто мешала поставить точный эксперимент. Возникающая пустота обычно заполнялась гипотезами из печально прославившейся области «бумажной биохимии».

16. В биоэнергетике предположения так часто сменяют друг друга, что скептики стали сомневаться даже в, казалось бы, твердо установленных фактах, а любители статистики занялись вычислением средней продолжительности жизни новых гипотез из области биоэнергетики.

17. Все исследования в области биоэнергетики основываются на единственно научной точке зрения, согласно которой к явлениям жизни полностью применимы законы физики и химии, а к превращениям энергии в организме — основные начала термодинамики.

18. Сложность и специфичность биологических структур и реализующихся в них процессов обусловливают ряд глубоких различий между биоэнергетикой и энергетикой неорганического мира. Поэтому в ходе эволюции организмы выработали ряд специфических механизмов прямого преобразования одной формы свободной энергии в другую, минуя её переход в тепло.

19. Энергия макроэргических связей АТФ является универсальной формой запасания свободной энергии для всего живого мира: все преобразования энергии в процессах жизнедеятельности осуществляются через аккумуляцию энергии в этих связях и её использование при их разрыве.

20. Можно ли использовать АТФ в других целях? Многие исследователи опытным путем установили, что фармакологически дозировка ампульного раствора АТФ настолько мала, что не оказывает действительно значительного влияния на метаболические процессы в организме человека.

21. Один из корифеев современной биоэнергетики, лауреат Нобелевской премии А. Сцент-Дьёрдьи, выпустивший за три года две книги, достаточно противоположные по содержанию, пришел к такому печальному выводу. «Неизвестное, — писал он, — это малонадежная почва, и человек, вступающий на нее, не может рассчитывать на большее, чем на то, что его ошибки окажутся почетными».

22. Работа, совершаемая сокращающейся мышцей, производится за счёт энергии, освобождающейся при гидролизе АТФ, но механизм этого преобразования энергии ещё не ясен. Выяснение интимных механизмов механо-химического эффекта и других превращений химической энергии — важная и актуальная задача биоэнергетики, успешное решение которой может открыть путь к прямому преобразованию химической энергии в механическую и электрическую без промежуточного «разорительного» превращения её в тепло.

2.3.11. Выводы.

1. Ни одно утверждение биологии относительно энергии в живых существах не имеет научного обоснования.

2.Теория энергии в биологии имеет жанр народной сказки.

3. Глупость, освящённая Нобелевскими премиями, стала истиной.

4. В литературе нет ни одной работы, которая поставила бы под сомнение роль АТФ в жизни фауны.

F2.4. Энергия от АТФ – судьбоносное заблуждение биологии.

2.4.1. Роль АТФ для живых систем.

АТФ — это аденозинтрифосфорная кислота, которая является универсальным источником энергии клеток [32] . АТФ — поставщик энергии для всех биохимических процессов, происходящих внутри живых систем. В частности, это неотъемлемая часть образования ферментов. Открытие вещества произошло в 1929 году в Гарвардской медицинской школе. Химическая структура АТФ представляет собой оригинальное соединение эфира аденозина, а также оригинальных производных рибозы и аденина. Соединение азотистого основания пурина с углеродом рибозы происходит при помощи гликозидной связи. Вещество содержит связи, высвобождающие максимальное количество энергии. Синтез АТФ может происходить путем фосфорилирования АДФ. Как источники энергии, реакции фосфорилирования АТФ и АДФ формируют циклический процесс — он представляет собой суть энергетического обмена. АТФ как источник энергии в организме человека запускает циклический процесс — который является сутью энергетического обмена. Можно сделать вывод, что АТФ является конечной точкой циклов энергетического обмена. Отмечается, что АТФ — наиболее часто обновляемое вещество. Молекула АТФ живет менее 60 секунд. В течение суток одна молекула АТФ проходит 2-3 тысячи ресинтезов. В день человеческий организм способен синтезировать до 40 кг АТФ. Это значит, что запасы АТФ в организме не откладываются, что вынуждает для нормальной жизнедеятельности постоянно синтезировать новые молекулы АТФ. Синтез АТФ происходит в процессе дыхания с помощью химической энергии, которая высвобождается при окислении таких органических веществ как глюкоза, а также во время фотосинтеза — с помощью солнечной энергии. Этот многоступенчатый ферментативный процесс получил название цикла Кребса и цикла трикарбоновых кислот. Важно отметить: при распаде 2-х молекул пировиноградной кислоты происходит образование 36 молекул АТФ; 2 молекулы АТФ запасаются в процессе бескислородного расщепления каждой молекулы; в результате окислительного фосфорилирования происходит образование энергии АТФ в 18 раз больше, чем в процессе гликолиза.

2.4.2. Откуда в организме берётся АТФ?

Известно, что энергию животные и человек получают за счет окисления сложных органических соединений [33]. В клетках организма сложные вещества распадаются на простые, выделяя энергию, затраченную на их синтез. Организм получает энергию преимущественно за счет гликолиза и дыхания, в процессе которых энергия запасается в виде молекул АТФ. Подавляющее число молекул АТФ образуется при дыхании, поэтому человек и животные без кислорода не могут существовать.

Во всех клеток организма протекает огромное количество биохимических реакций, интенсивность которых зависит от величины испытываемой нагрузки. Энергия для таких реакций поставляется молекулами АТФ, которые синтезируются в митохондриях и обеспечивают энергией все реакции, протекающие в клетке. Поэтому ученые давно ведут поиски запасов молекул АТФ в организме, которые могут быть использованы организмом в критических ситуациях, требующих усиления энергообеспечения. Исследования показали, однако, что резервуара, в котором могли бы находится готовые к использованию молекулы АТФ, в организме нет. Все молекулы АТФ находятся в клетках. Однако существует возможность передачи этих молекул из клетки в клетку через щелевые контакты. Щелевые контакты, представляющие щель шириной около 3 микрон между клетками, участвуют в межклеточной коммуникации, позволяя неорганическим ионам и другим малым молекулам прямо переходить из одной клетки в цитоплазму другой, обеспечивая электрическое и метаболическое сопряжение. При помощи коннексонов, соединяющих мембраны соседних клеток, образуется непрерывный водный канал, через который клетки могут делиться с соседними клетками молекулами АТФ. Это позволяет организму обеспечивать энергией те звенья многоклеточной структуры, которые нуждаются в дополнительной энергии.

2.4.3. Молекула АТФ в биологии: состав, функции и роль в организме.

Важнейшим веществом в клетках живых организмов является аденозинтрифосфорная кислота или аденозинтрифосфат – АТФ [34]. Это вещество относится к группе нуклеозидтрифосфатов и играет ведущую роль в процессах метаболизма в живых клетках, являясь для них незаменимым источником энергии.

Первооткрывателями АТФ стали учёные-биохимики гарвардской школы тропической медицины — Йеллапрагада Суббарао, Карл Ломан и Сайрус Фиске. Открытие произошло в 1929 году и стало главной вехой в биологии живых систем. Позднее, в 1941 году, немецким биохимиком Фрицем Липманом было установлено, что АТФ в клетках является основным переносчиком энергии.

АТФ — это особое соединение, содержащее связи, при гидролизе которых высвобождается большое количество энергии. Такие связи и вещества называются макроэргическими. Во время гидролиза этих связей молекулы АТФ происходит выделение количества энергии от 40 до 60 кДж/моль, при этом данный процесс сопровождается отщеплением одного или двух остатков фосфорной кислоты. Энергия, высвобожденная в ходе указанных реакций, используется в дальнейших биохимических процессах, требующих определённых энергозатрат.

Какую функцию выполняет АТФ? Прежде всего, энергетическую. Основной ролью аденозинтрифосфата является энергообеспечение биохимических процессов в живом организме. Такая роль обусловлена тем, что благодаря наличию двух высокоэнергетических связей, АТФ выступает источником энергии для многих физиологических и биохимических процессов, требующих больших энергозатрат. Такими процессами являются все реакции синтеза сложных веществ в организме. Это, прежде всего, активный перенос молекул через клеточные мембраны, включая участие в создании межмембранного электрического потенциала, и осуществление сокращения мышц.

Синтез аденозинтрифосфорной кислоты идёт постоянно, т. к. энергия организму для нормальной жизнедеятельности нужна всегда. В каждый конкретный момент содержится совсем немного этого вещества — примерно 250 граммов, которые являются «неприкосновенным запасом» на «чёрный день.

В каких клетках АТФ больше всего? Это клетки мышечной и нервной тканей, поскольку в них наиболее интенсивно идут процессы энергообмена. И это очевидно, ведь мышцы участвуют в движении, требующем сокращения мышечных волокон, а нейроны передают электрические импульсы, без которых невозможна работа всех систем организма. Поэтому так важно для клетки поддерживать неизменный и высокий уровень аденозинтрифосфата.

Аденозинтрифосфорная кислота — это наиболее часто обновляемое вещество в организме. Сколько в среднем живёт молекула аденозинтрифосфата? В теле человека, например, продолжительность её жизни составляет менее одной минуты, поэтому одна молекула такого вещества рождается и распадается до 3000 раз за сутки. Поразительно, но в течение дня человеческий организм синтезирует около 40 кг этого вещества! Настолько велики потребности в этом «внутреннем энергетике» для нас!

Молекула АТФ дает энергию для всех процессов, происходящих в организме. Благодаря ее расщеплению сокращаются мышечные волокна. Прежде чем АТФ произведет энергию, она проходит несколько этапов. В процессе расщепления от нее отделяются остатки фосфорной кислоты. Отрыв одной молекулы сопровождается выбросом энергии. Когда отделяется одна молекула фосфорной кислоты, образуется АДФ (аденозиндифосфат), две – АМФ (аденозинмонофосфат).

Синтез молекулы АТФ у человека и животного происходит в митохондриях. Топливом для синтеза выступает глюкоза. Когда запасы гликогена на исходе, начинают задействоваться жировые ресурсы. Главная функция аденозинтрифосфорной кислоты – энергетическая.

Но она также отвечает за ряд других процессов организме.

Дыхательная цепь — эффективный путь получения АТФ. Все комплексы дыхательной цепи расположены во внутренней мембране митохондрий. Метахондрии не только переносят электроны, но также выполняют функцию молекулярных протонных насосов: они «выкачивают» протоны из матрикса в межмембранное пространство. Внутренняя мембрана непроницаема, в частности, она непроницаема для протонов, поэтому они возвращаются в матрикс только одним путем — через протонный канал, который в этот момент синтезирует АТФ.

2.4.4. Как АТФ передаёт энергию организму?

Питательные вещества (белки, жиры и углеводы) преобразуются животной клеткой в ограниченный набор низкомолекулярных соединений – органических кислот, построенных из атомов углерода, которые с помощью специальных молекулярных механизмов окисляются до углекислоты и воды [35]. При этом освобождается энергия, она аккумулируется в форме электрохимической разности потенциалов на мембранах и используется для синтеза АТФ или напрямую для совершения определенных видов работы.

История изучения проблем преобразования энергии в животной клетке, как и история фотосинтеза, насчитывает более двух веков.

У аэробных организмов окисление углеродных атомов органических кислот до углекислого газа и воды протекает с помощью кислорода и называется внутриклеточным дыханием, которое происходит в специализированных частицах – митохондриях. Трансформация энергии окисления осуществляется ферментами, расположенными в строгом порядке во внутренних мембранах митохондрий. Эти ферменты составляют так называемую дыхательную цепь и работают как генераторы, создавая разность электрохимических потенциалов на мембране, за счет которой синтезируется АТФ, подобно тому, как это происходит при фотосинтезе.

Основная задача и дыхания и фотосинтеза — поддерживать соотношение АТФ/АДФ на определенном уровне, далеком от термодинамического равновесия, что и позволяет АТФ служить донором энергии, смещая равновесие тех реакций, в которых он участвует.

Основными энергетическими станциями живых клеток служат митохондрии — внутриклеточные частицы размером 0,1–10μ, покрытые двумя мембранами. В митохондриях свободная энергия окисления продуктов питания превращается в свободную энергию АТФ. Когда АТФ соединяется с водой, при нормальных концентрациях реагирующих веществ, выделяется свободная энергия порядка 10 ккал/моль.

В неорганической природе смесь водорода и кислорода носит название «гремучей»: достаточно небольшой искры, чтобы произошел взрыв – мгновенное образование воды с огромным выделением энергии в виде тепла. Задача, которую выполняют ферменты дыхательной цепи: произвести «взрыв» так, чтобы освобождающаяся энергия была запасена в форме, пригодной для синтеза АТФ. Что они и делают: упорядоченно переносят электроны от одного компонента к другому (в конечном счете, на кислород), постепенно понижая потенциал водорода и запасая энергию.

О масштабах этой работы говорят следующие цифры. Митохондрии взрослого человека среднего роста и веса перекачивают через свои мембраны около 500 г ионов водорода в день, образуя мембранный потенциал. За это же время Н⁺-АТФ-синтаза производит около 40 кг АТФ из АДФ и фосфата, а использующие АТФ процессы гидролизуют всю массу АТФ назад в АДФ и фосфат.

Исследования показали, что митохондриальная мембрана действует как трансформатор напряжения. Если передавать электроны субстрата от НАДН прямо к кислороду сквозь мембрану, возникнет разность потенциалов около 1В. Но биологические мембраны – двухслойные фосфолипидные пленки не выдерживают такую разность – возникает пробой. Кроме того, для производства АТФ из АДФ, фосфата и воды требуется всего 0,25 В, значит, нужен трансформатор напряжения. И задолго до появления человека клетки «изобрели» такой молекулярный прибор. Он позволяет в четыре раза увеличить ток и за счет энергии каждого передаваемого от субстрата к кислороду электрона перенести через мембрану четыре протона благодаря строго согласованной последовательности химических реакций между молекулярными компонентами дыхательной цепи.

2.4.5. Что служит сырьём для получения АТФ?

Фактически, каждая клеточка нашего организма сохраняет и использует энергию посредством АТФ, и на этом основании мы можем назвать АТФ универсальной валютой биологической энергии [36]. Все живые существа нуждаются в непрерывном энергоснабжении для поддержки синтеза протеина и ДНК, метаболизма и транспорта различных ионов и молекул. Это и есть жизнь. Однако для того, чтобы сформировать АТФ, нашим клеткам требуется сырье. Люди получают это сырье в форме калорий посредством оксидации потребляемой пищи. Чтобы быть использованной для получения энергии, эта пищи вначале должна конвертироваться в легко используемую молекулу – АТФ.

Полученная АТФ, в свою очередь, должна пройти через несколько ступеней, чтобы дать нам энергию. Молекула АТФ состоит из трех компонентов:

Рибоза (тот же самый пятиуглеродный сахар, что формирует основу ДНК).

Аденин (соединенные атомы углерода и азота).

Трифосфат.

Молекула рибозы располагается в центре молекулы АТФ, край которой служит базой для аденозина. Цепочка из трех фосфатов располагается с другой стороны молекулы рибозы. АТФ насыщает длинные, тонкие волокна, содержащие протеин, называемый миозином, который формирует основу наших мышечных клеток.

В организме среднего взрослого человека в день используется около 200-300 молей АТФ. Общее количество АТФ в организме в каждый отдельно взятый момент составляет 0,1 моли. Это означает, что АТФ должен рециклироваться 2000-3000 раз в течение дня. АТФ не может быть сохранен, поэтому уровень его синтеза почти соответствует уровню потребления.

2.4.6. Заключение.

1. АТФ — это аденозинтрифосфорная кислота, которая является универсальным источником энергии клеток. АТФ — поставщик энергии для всех биохимических процессов, происходящих внутри живых систем. В частности, это неотъемлемая часть образования ферментов.

2. Как источники энергии, реакции фосфорилирования АТФ и АДФ формируют циклический процесс — он представляет собой суть энергетического обмена. АТФ как источник энергии в организме человека запускает циклический процесс, который является сутью энергетического обмена. АТФ является конечной точкой циклов энергетического обмена.

3. АТФ — наиболее часто обновляемое вещество. Молекула АТФ живет менее 60 секунд. В течение суток одна молекула АТФ проходит 2-3 тысячи ресинтезов. В день человеческий организм способен синтезировать до 40 кг АТФ. Запасы АТФ в организме не откладываются, что вынуждает для нормальной жизнедеятельности постоянно синтезировать новые молекулы АТФ. Синтез АТФ происходит в процессе дыхания с помощью химической энергии, которая высвобождается при окислении таких органических веществ.

4. Энергию животные и человек получают за счет окисления сложных органических соединений. В клетках организма сложные вещества распадаются на простые, выделяя энергию, затраченную на их синтез. Организм получает энергию преимущественно за счет гликолиза и дыхания, в процессе которых энергия запасается в виде молекул АТФ. Подавляющее число молекул АТФ образуется при дыхании, поэтому человек и животные без кислорода не могут существовать.

5. Во всех клеток организма протекает огромное количество биохимических реакций, интенсивность которых зависит от величины испытываемой нагрузки. Энергия для таких реакций поставляется молекулами АТФ, которые синтезируются в митохондриях и обеспечивают энергией все реакции, протекающие в клетке. Поэтому ученые давно ведут поиски запасов молекул АТФ в организме, которые могут быть использованы организмом в критических ситуациях, требующих усиления энергообеспечения.

6. Все молекулы АТФ находятся в клетках. Однако существует возможность передачи этих молекул из клетки в клетку через щелевые контакты. Щелевые контакты, представляющие щель шириной около 3 микрон между клетками, участвуют в межклеточной коммуникации, позволяя неорганическим ионам и другим малым молекулам прямо переходить из одной клетки в цитоплазму другой, обеспечивая электрическое и метаболическое сопряжение. При этом образуется непрерывный водный канал, через который клетки могут делиться с соседними клетками молекулами АТФ. Это позволяет организму обеспечивать энергией те звенья многоклеточной структуры, которые нуждаются в дополнительной энергии.

7. Первооткрывателями АТФ стали учёные-биохимики гарвардской школы тропической медицины — Йеллапрагада Суббарао, Карл Ломан и Сайрус Фиске. Открытие произошло в 1929 году и стало главной вехой в биологии живых систем. Позднее, в 1941 году, немецким биохимиком Фрицем Липманом было установлено, что АТФ в клетках является основным переносчиком энергии.

8. АТФ — это особое соединение, содержащее связи, при гидролизе которых высвобождается большое количество энергии. Во время гидролиза этих связей молекулы АТФ происходит выделение количества энергии от 40 до 60 кДж/моль, при этом данный процесс сопровождается отщеплением одного или двух остатков фосфорной кислоты. Энергия, высвобожденная в ходе указанных реакций, используется в дальнейших биохимических процессах, требующих определённых энергозатрат.

9. Синтез аденозинтрифосфорной кислоты идёт постоянно, т. к. энергия организму для нормальной жизнедеятельности нужна всегда. В каждый конкретный момент содержится совсем немного этого вещества — примерно 250 граммов, которые являются «неприкосновенным запасом» на чёрный день.

10. Молекула АТФ дает энергию для всех процессов, происходящих в организме. Благодаря ее расщеплению сокращаются мышечные волокна. Прежде чем АТФ произведет энергию, она проходит несколько этапов. В процессе расщепления от нее отделяются остатки фосфорной кислоты. Отрыв одной молекулы сопровождается выбросом энергии. Когда отделяется одна молекула фосфорной кислоты, образуется АДФ (аденозиндифосфат), две – АМФ (аденозинмонофосфат).

11. Синтез молекулы АТФ у человека и животного происходит в митохондриях. Топливом для синтеза выступает глюкоза. Когда запасы гликогена на исходе, начинают задействоваться жировые ресурсы. Главная функция аденозинтрифосфорной кислоты – энергетическая. Но она также отвечает за ряд других процессов организме.

12. Дыхательная цепь — эффективный путь получения АТФ. Все комплексы дыхательной цепи расположены во внутренней мембране митохондрий. Метахондрии не только переносят электроны, но также выполняют функцию молекулярных протонных насосов: они «выкачивают» протоны из матрикса в межмембранное пространство. Внутренняя мембрана непроницаема, в частности, она непроницаема для протонов, поэтому они возвращаются в матрикс только одним путем — через протонный канал, который в этот момент синтезирует АТФ.

13. Питательные вещества (белки, жиры и углеводы) преобразуются животной клеткой в ограниченный набор низкомолекулярных соединений – органических кислот, построенных из атомов углерода, которые с помощью специальных молекулярных механизмов окисляются до углекислоты и воды. При этом освобождается энергия, она аккумулируется в форме электрохимической разности потенциалов на мембранах и используется для синтеза АТФ или напрямую для совершения определенных видов работы.

14. История изучения проблем преобразования энергии в животной клетке, как и история фотосинтеза, насчитывает более двух веков.

15. У аэробных организмов окисление углеродных атомов органических кислот до углекислого газа и воды протекает с помощью кислорода и называется внутриклеточным дыханием, которое происходит в специализированных частицах – митохондриях. Трансформация энергии окисления осуществляется ферментами, расположенными в строгом порядке во внутренних мембранах митохондрий. Эти ферменты составляют так называемую дыхательную цепь и работают как генераторы, создавая разность электрохимических потенциалов на мембране, за счет которой синтезируется АТФ.

16. Основными энергетическими станциями живых клеток служат митохондрии — внутриклеточные частицы размером 0,1–10μ, покрытые двумя мембранами. В митохондриях свободная энергия окисления продуктов питания превращается в свободную энергию АТФ. Когда АТФ соединяется с водой, при нормальных концентрациях реагирующих веществ, выделяется свободная энергия порядка 10 ккал/моль.

17. Задача, которую выполняют ферменты дыхательной цепи, обеспечить запас освобождающейся энергия в форме, пригодной для синтеза АТФ. Что они и делают: упорядоченно переносят электроны от одного компонента к другому (в конечном счете, на кислород), постепенно понижая потенциал водорода и запасая энергию.

18. Митохондрии взрослого человека среднего роста и веса перекачивают через свои мембраны около 500 г ионов водорода в день, образуя мембранный потенциал.

19. Митохондриальная мембрана действует как трансформатор напряжения. Если передавать электроны субстрата от НАДН прямо к кислороду сквозь мембрану, возникнет разность потенциалов около 1В. Но биологические мембраны – двухслойные фосфолипидные пленки не выдерживают такую разность – возникает пробой. Кроме того, для производства АТФ из АДФ, фосфата и воды требуется всего 0,25 В, значит, нужен трансформатор напряжения. И задолго до появления человека клетки «изобрели» такой молекулярный прибор. Он позволяет в четыре раза увеличить ток и за счет энергии каждого передаваемого от субстрата к кислороду электрона перенести через мембрану четыре протона благодаря строго согласованной последовательности химических реакций между молекулярными компонентами дыхательной цепи.

20. Все живые существа нуждаются в непрерывном энергоснабжении для поддержки синтеза протеина и ДНК, метаболизма и транспорта различных ионов и молекул. Это и есть жизнь. Однако для того, чтобы сформировать АТФ, клеткам требуется сырье. Люди получают это сырье в форме калорий посредством оксидации потребляемой пищи. Чтобы быть использованной для получения энергии, эта пищи вначале должна конвертироваться в легко используемую молекулу – АТФ.

2.4.7. Выводы.

1. Энергия в природе универсальна и едина как для неорганических веществ, органических веществ и живой органической материи. Специально для живых организмов Творец способ получения энергии не создавал.

2. Абсолютно все части тела для существования организма требуют энергии.

3. Всё в природе просто и оптимально. Биологи придумали очень сложную систему получения энргии в клетках, таким образом, предложили самообслуживание энергией для всех органов и систем тела.

4. Энергия от АТФ – околонаучная мистика.

5. Энергия от АТФ – судьбоносное заблуждение биологии.

G2.5. Работао мышцы.

2.5.1. Превращение энергии мышцы в работу.

Откуда берётся энергия для тренировок [37]? Питательные вещества – жиры, белки и углеводыь способны преобразовываться в энергию. У человеческого организма есть несколько путей превращения пищи в топливо для работы мышц. Непосредственный источник энергии для работы мышц – это аденозинтрифосфа́т, или АТФ. Это вещество – нуклеотид, подобный тем, из которых состоит ДНК человека. В состав этого вещества входят три фрагмента фосфорной кислоты. Когда от АТФ отщепляется один из них, получается АДФ (аденозиндифосфат) и выделяется много энергии, которая и идет на работу мышц. Потом АДФ при помощи энергии, выделившейся при переработке питательных веществ, восстанавливается обратно в АТФ.

Как же получается энергия в организме? Организм не может долго хранить АТФ – эти молекулы находятся в постоянном состоянии распада и восстановления. Подсчитано, что за сутки одна молекула АТФ до 3000 раз распадается и восстанавливается. Энергию для восстановления АТФ организм берет из разных источников. Существует два основных способа превращения питательных веществ в энергию:

· Аэробный метаболизм – с участием кислорода

· Анаэробный метаболизм – без участия кислорода

Организм в автоматическом режиме выбирает, каким способом он будет поучать энергию для движения. Это зависит от интенсивности и продолжительности нагрузки.

Анаэробный путь получения энергии иногда называют фосфатной системой. Он используется для короткой интенсивной нагрузки и обеспечивает мышцы энергией в течение примерно десяти секунд. При анаэробном способе кислород не требуется. Первые две-три секунды энергию поставляет АТФ, хранящийся в мышцах, а затем еще шесть-восемь секунд – креатинфосфат, который превращается в АТФ, и далее – в энергию. Если мышцы продолжают работать, АТФ начинает создаваться исключительно из углеводов – путем частичного распада глюкозы. Она, в свою очередь, берется из гликогена – основной формы запасания глюкозы непосредственно в мышцах. Побочным продуктом этого процесса становится молочная кислота. Подобная выработка энергии в мышцах длится не более нескольких минут. После чего уровень молочной кислоты нарастает до так называемого анаэробного порога, определяемого по мышечным болям, жжению и усталости. Это означает, что организм больше не может поддерживать такую интенсивность нагрузки.

Аэробный метаболизм позволяет вырабатывать большое количество энергии, необходимой для длительных нагрузок. Во время него для преобразования питательных веществ используется кислород. Система аэробного метаболизма медленнее, чем анаэробная, поскольку для ее работы необходимо, чтобы кровь доставила кислород к мышцам, где воспроизводится АТФ. Зато аэробный метаболизм используется тогда, когда требуется нагрузка небольшой интенсивности, но продолжительной по времени.

2.5.2. Энегия для сокращения мышц.

В теле человека находиться более 600 мышц, и каждая из них отвечает за тот или иной вид деятельности, например, мышцы спины обеспечивают ровную осанку, удерживают тело в вертикальном положении, а благодаря глазодвигательным мышцам, мы можем направлять свой взгляд в рассматриваемом направлении [38].

С помощью мышц мы познаем окружающий мир, окружающую действительность, если бы не они, мы бы так и не научились ходить, писать, говорить, выражать свои эмоции. Однако, для того чтобы мышцы нормально функционировали, их необходимо снабжать энергией, полезными, питательными веществами. Всасывая питательные вещества через желудок и кишечник, полученные вещества попадают в кровь, и далее направляться в печень, после чего попадают в общий кровоток, омывая все ткани человека.

Энергия, необходимая для сокращения мышц, обеспечивается взаимодействием АТФ с актомиозином, в результате аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), распадается на аденозиндифосфат (АДФ) и фосфорную кислоту (H3PO4). Наряду с АТФ, важную роль в сокращении мышечного волокна играют еще ионы кальция, магния и вода.

Количество воды, которая содержит мускулатура, равняется примерно 72-80%, при этом мышечная ткань также содержит большое количество белков, и в малых количествах — гликоген, фосфолипиды, холестерин, креатинфосфат, креатин, витамины.

Чем больше мышечных волокон в скелетных мышцах, тем сильнее они будут. Сокращение мышц, это размыкание-смыкание поперечных мостиков, и естественно, это процесс нуждается в энергообеспечении. Однако, запас энергии в мышцах очень мал, поэтому ее необходимо постоянно откуда-то «черпать», восстанавливать.

Основным и главным поставщиком энергии, благодаря которому происходит энергообеспечение организма, служит молекула АТФ, которая расщепляется, благодаря головкам миозиновых мостиков, таким образом, образуется энергия для сокращения мышц. Однако, мышечная клетка содержит в себе ограниченный запас молекул АТФ, их количество хватает всего на 8 повторений, первые 2 секунды:

АТФ + H2O = АДФ + H3PO4 + энергия

Проблема в ограниченном обеспечении энергии для мышечного сокращения легко решается с помощью ресинтеза или пересоздания молекул АТФ.

2.5.3. Биоэнергетика двигательных действий.

В двигательных действиях происходит превращение одних видов энергии в другие (химической в механическую и тепловую) и преобразование механической энергии (кинетической в потенциальную и наоборот) [39].

Подвод энергии в биомеханическую систему совершается в результате: а) превращения химической энергии в механическую потенциальную напряженной мышцы, б) перехода работы внешних сил в кинетическую энергию биомеханической системы и потенциальную энергию деформированных мышц и перемещаемого тела. Энергия расходуется на:

а) производительную работу; б) непроизводительные затраты, связанные с ее превращением и рассеянием энергии; в) преобразование ее при накоплении в растянутой мышце.

Механическое движение человека сопровождается изменением механического состояния его тела; это состояние определяется энергией биомеханической системы. Величина и характер расхода энергии при движениях зависят от особенностей движений. Коль скоро происходит расход энергии, необходим и подвод энергии.

Существует, по меньшей мере, два источника энергии, используемой в движениях. Первый источник — запасы химической энергии. Этот источник находится в мышцах, других органах и крови. В мышцах происходят химические реакции и возникает напряжение в сократительных элементах: химическая энергия превращается в механическую — потенциальную энергию упруго деформированных элементов мышц. Второй источник энергии движений — это механическая энергия внешнего окружения.

Приобретенная энергия не всегда тотчас же расходуется. Неизрасходованная энергия накапливается. Химическая энергия «запасается» благодаря питанию и дыханию человека. Она превращается в механическую (потенциальную) энергию напряженных мышц.

2.5.4. Энергетика мышечного сокращения.

Сокращение и напряжение мышцы осуществляется за счет энергии, освобождающейся при химических превращениях, которые происходят при поступлении в мышцу нервного импульса или нанесении на нее непосредственного раздражения. В качестве основного поставщика энергии выступает АТФ [40].

АТФ в организме играет роль "универсальной валюты", идущей на оплату всех энергетических потребностей живых клеток. Так как запасы АТФ в мышцах невелики и, чтобы поддерживать их деятельность, необходим непрерывный ресинтез АТФ. Его восполнение и образование энергии в принципе происходит двумя способами в зависимости от того, присутствует при этом кислород или нет.

Реакции, совершающиеся в бескислородной среде получили название анаэробных. Освобождение энергии в этом случае происходит за счет мгновенного расщепления богатых энергией веществ на менее богатые. Последнее звено в этом расщеплении - когда гликоген превращается в молочную кислоту.

Реакции, происходящие с участием кислорода, получили название аэробных. Образование энергии и восстановление запасов АТФ в этом случае происходит за счет окисления углеводов и жиров. При этом образуются углекислый газ и вода. Часть энергии расходуется на восстановление молочной кислоты в глюкозу и гликоген. При этом обеспечивается ресинтез АТФ.

Аэробный ресинтез АТФ отличается высокой экономичностью, а также универсальностью в использовании субстратов: окисляются все органические вещества организма (аминокислоты, белки, углеводы, жирные кислоты и др.). Однако он требует потребления кислорода, доставка которого в мышечную ткань обеспечивается дыхательной и сердечно-сосудистой системами, что естественно связано с их напряжением.

2.5.5. Химические превращения в мышце.

В основе мышечной деятельности лежит ряд химических превращений [41]. Энергия, которая освобождается при этих реакциях, используется мышцей для сокращения. Следовательно, источником мышечной энергии являются химические превращения.

Особенность этих химических превращений заключается в том, что процесс расщепления сложного вещества на более простые составные части тесно переплетается с восстановлением распавшегося вещества.

Химические реакции, протекающие в мышце, совершаются в две фазы: первая, когда не требуется кислорода,— бескислородная фаза, и вторая — кислородная фаза.

Рассмотрим химические превращения, протекающие в эти фазы.

Бескислородная (анаэробная) фаза. Энергия для сокращения мышцы освобождается в анаэробную фазу. В эту фазу происходит распад содержащихся в мышце фосфорных соединений. К таким соединениям относится аденозинтрифосфорная кислота (АТФ).

Цепь реакций начинается с того, что АТФ распадается на адениловую и фосфорную кислоты. Эта реакция сопровождается освобождением значительного количества энергии, которая используется мышцей для производства работы. Вслед за распадом АТФ распадается креатинфосфорная кислота на креатин и фосфорную кислоту. Реакция распада креатинфосфорной кислоты, как и предыдущая реакция, сопровождается освобождением энергии. Однако эта энергия в своей значительной части используется для восстановления АТФ.

Мы здесь встречаемся с одним из замечательных явлений в организме, когда каждая последующая реакция служит источником энергии для восстановления веществ, распавшихся во время предыдущей реакции. Энергия, освобождающаяся при распаде креатинфосфорной кислоты, используется на то, чтобы из адениловой и фосфорной кислот вновь синтезировать АТФ. За распадом креатинфосфорной кислоты следует распад гексофосфата — соединения гликогена с фосфорной кислотой, с образованием молочной и фосфорной кислот. Энергия, которая при этом освобождается, используется для восстановления креатинфосфорной кислоты. Таким образом, в результате этих следующих одна за другой реакций АТФ и креатинфосфорная кислоты полностью восстанавливаются и только глюкоза распадается до молочной кислоты.

Мышцы человека и животных получают энергию, необходимую для сокращения и производства работы, в результате химических реакций и трансформируют эту энергию в механическую и тепловую.

Основное явление при мышечном сокращении сводится к укорочению мышечного волокна. При этом натуральная длина волокна уменьшается и мышца совершает механическую работу. Для сокращения мышца получает энергию при распаде АТФ. Само же сокращение происходит за счет укорочения молекулы мышечного белка—миозина. Волна возбуждения, поступившая в мышцу, вызывает в ее волокнах физические и химические изменения, в частности концентрация ионов калия внутри волокна уменьшается, а концентрация ионов кальция повышается — эти изменения и обусловливаются сокращением молекулы миозина. Миозин обладает еще одним свойством: он способствует образованию аденозинтрифосфорной кислоты.

2.5.6. Заключение.

1. В двигательных действиях происходит превращение одних видов энергии в другие (химической в механическую и тепловую) и преобразование механической энергии (кинетической в потенциальную и наоборот).

2. Подвод энергии в биомеханическую систему совершается в результате: а) превращения химической энергии в механическую потенциальную напряженной мышцы, б) перехода работы внешних сил в кинетическую энергию биомеханической системы и потенциальную энергию деформированных мышц и перемещаемого тела. Энергия расходуется на: а) производительную работу; б) непроизводительные затраты, связанные с ее превращением и рассеянием энергии; в) преобразование ее при накоплении в растянутой мышце.

3. Существует, по меньшей мере, два источника энергии, используемой в движениях. Первый источник — запасы химической энергии. Этот источник находится в мышцах, других органах и крови. В мышцах происходят химические реакции и возникает напряжение в сократительных элементах: химическая энергия превращается в механическую — потенциальную энергию упруго деформированных элементов мышц. Второй источник энергии движений — это механическая энергия внешнего окружения.

4. Приобретенная энергия не всегда тотчас же расходуется. Неизрасходованная энергия накапливается. Химическая энергия «запасается» благодаря питанию и дыханию человека. Она превращается в механическую (потенциальную) энергию напряженных мышц.

5. Сокращение и напряжение мышцы осуществляется за счет энергии, освобождающейся при химических превращениях, которые происходят при поступлении в мышцу нервного импульса или нанесении на нее непосредственного раздражения. В качестве основного поставщика энергии выступает АТФ.

6. АТФ в организме играет роль "универсальной валюты", идущей на оплату всех энергетических потребностей живых клеток. Так как запасы АТФ в мышцах невелики и, чтобы поддерживать их деятельность, необходим непрерывный ресинтез АТФ. Его восполнение и образование энергии в принципе происходит двумя способами в зависимости от того, присутствует при этом кислород или нет.

7. Реакции, совершающиеся в бескислородной среде получили название анаэробных. Освобождение энергии в этом случае происходит за счет мгновенного расщепления богатых энергией веществ на менее богатые. Последнее звено в этом расщеплении - когда гликоген превращается в молочную кислоту.

8. Реакции, происходящие с участием кислорода, получили название аэробных. Образование энергии и восстановление запасов АТФ в этом случае происходит за счет окисления углеводов и жиров. При этом образуются углекислый газ и вода. Часть энергии расходуется на восстановление молочной кислоты в глюкозу и гликоген. При этом обеспечивается ресинтез АТФ.

9. Аэробный ресинтез АТФ отличается высокой экономичностью, а также универсальностью в использовании субстратов: окисляются все органические вещества организма (аминокислоты, белки, углеводы, жирные кислоты и др.). Однако он требует потребления кислорода, доставка которого в мышечную ткань обеспечивается дыхательной и сердечно-сосудистой системами, что естественно связано с их напряжением.

10. В основе мышечной деятельности лежит ряд химических превращений. Энергия, которая освобождается при этих реакциях, используется мышцей для сокращения. Следовательно, источником мышечной энергии являются химические превращения. Особенность этих химических превращений заключается в том, что процесс расщепления сложного вещества на более простые составные части тесно переплетается с восстановлением распавшегося вещества.

11. Цепь реакций начинается с того, что АТФ распадается на адениловую и фосфорную кислоты. Эта реакция сопровождается освобождением значительного количества энергии, которая используется мышцей для производства работы. Вслед за распадом АТФ распадается креатинфосфорная кислота на креатин и фосфорную кислоту. Реакция распада креатинфосфорной кислоты, как и предыдущая реакция, сопровождается освобождением энергии. Однако эта энергия в своей значительной части используется для восстановления АТФ.

12. Мышцы человека и животных получают энергию, необходимую для сокращения и производства работы, в результате химических реакций и трансформируют эту энергию в механическую и тепловую.

13. Основное явление при мышечном сокращении сводится к укорочению мышечного волокна. При этом натуральная длина волокна уменьшается и мышца совершает механическую работу. Для сокращения мышца получает энергию при распаде АТФ. Само же сокращение происходит за счет укорочения молекулы мышечного белка—миозина.

2.5.7. Выводы.

1. Биология не знает, как в двигательных действиях происходит превращение энергии АТФ в механическую работу.

2. Биология не владеет физиологией (физикой) процесса работы мышцы.

H2.6. Тепло в организме.

2.6.1. Распространение тепла в теле организма.

Терморегуляция – так называют процесс выработки тепла в организме и её отдачи во внешнюю среду [42]. Как у большинства млекопитающих, так и у человека терморегуляция протекает по одинаковому принципу. Какой орган отвечает за отопление тела и каким образом организму удается поддерживать постоянную температуру? Терморегуляция млекопитающих позволяет обеспечивать нормальный обмен веществ независимо от времен года и погоды. Возможность держать постоянную температура тела также обеспечивает оптимальные условия для работы ферментов, ускоряющих наши биохимические процессы.

Разные участки тела отапливаются не одинаково. Например, если в подмышечной впадине у здорового человека температура колеблется от 36.5 до 36.9 °С, то температура стоп и кистей варьируется от 24.4 до 30 °С, шея разогрета до 34 °С, а голова – до 33.5 °С. Ввиду того, что у внутренних органов меньшая теплоотдача, чем у кожи, то температура там несколько выше. Самый горячий орган в нашем теле печень. Она разогревается от 37,8 до 38.5 °С. Такая разница обусловлена задачами, которые она выполняет

Выработку тепла называют химической терморегуляцией, а её потерю – физической терморегуляцией. Химической терморегуляцией, то есть выработкой тепла, занимаются все клетки нашего тела, все ткани и каждый внутренний орган. Кто-то вырабатывает тепла меньше, кто-то больше. Однако существуют три наиболее интенсивных источника тепла. Это мускулы, вышеописанная печень и бурая жировая ткань. Главным энергетиком, руководящим всем процессом отопления, можно назвать гипоталамус – небольшую область в головном мозге.

Топливом организма является потребляемая пища, которая расщепляется на белки, жиры и углеводы. При окислении этого богатства высвобождается нужная энергия. Мышцы производят примерно 20% всего тепла в организме и, даже если мы будем лежать неподвижно, мускулы свою работу не бросят. Если лежать неподвижно, но при этом напрячься, то теплообразование увеличится на 10%. Незначительная физическая нагрузка увеличит нагрев еще на 50-80%, а тяжелая мышечная работа – на все 500%. Если происходит перегрев, то включается процесс конвекции, кондукции, потоотделения и радиации (инфракрасного излучения). Это будет уже физическая терморегуляция – отдача тепла. В ситуации, когда организм, напротив, переохлажден, мышцы "включают" режим дрожи – беспорядочного сокращения.

Что такое тепло? Тепло вырабатывается в процессе расщепления пищи. Логично, что органы, работающие с топливом напрямую, будут жить теплее остальных. Более любопытна бурая жировая ткань. Жир, сам по себе, это запас энергии. Однако бурый жир, в отличие от обычного белого, расходуется легче и быстрее. Когда мышцы и остальные органы не справляются с обогревом тела, организм оперативно сжигает бурый жир, получая дополнительное тепло.

Тепло по организму разносит кровь. Однако если организм почувствует холод, то кровеносные сосуды сужаются, уменьшая приток крови. Если ситуация будет отличной – тело испытывает перегрев, то кровеносные сосуды расширяются.

2.6.2. Получение и отдача тепла организмом.

Как происходит выработка человеком тепла [43]? Что такое терморегуляция? Человеческий организм «оснащен» физиологической системой терморегуляции. Она представляет собой набор физиологических механизмов, которые управляют температурой тела. Благодаря данной системе в организме сохраняется постоянная оптимальная температура, независимо от окружающей среды. Терморегуляция бывает двух видов: химическая (связанная с образованием тепла); физическая (связанная с отдачей тепла).

Откуда в организме берется тепло? Когда человек принимает пищу, она распадается на белки, жиры и углеводы. Пищевые вещества окисляются и тем самым высвобождают имеющуюся в них энергию. Расходуя эту энергию, организм превращает ее в тепло. Большей частью теплообразование происходит в мышечных тканях тела. Помимо мышц, в образовании тепла принимают участие органы. Поскольку тепло вырабатывается постоянно, организму необходимо как-то избавляться от его излишек. В противном случае за считанные часы температура тела повысилась бы настолько, что все системы перестали функционировать. Для этого имеется теплоотдача. Выработка и отдача тепла – сложные процессы, которыми управляют специальные механизмы в человеческом организме. Благодаря тому, что организм тщательно контролирует все процессы образования и отдачи тепла, тело имеет стабильную температуру. Теплоотдача осуществляется несколькими способами: излучение, нагревание окружающей среды, выдыхание воздуха, потоотделение и др. Органы, расположенные в брюшной полости, тоже образуют большое количество тепла. В частности речь идет о почках и печени. Это удалось выяснить путем измерения температуры крови. Оказалось, что кровь, которая отекает от печени, имеет более высокую температуру, чем та, что притекает. Кроме того, температура самих органов выше на 1-2 градуса, чем обычная температура тела. Физическая терморегуляция отвечает за интенсивность теплоотдачи в зависимости от условий окружающей среды. Этот механизм работает противоположно химическому. Когда температура воздуха становится выше, отдача тепла усиливается. Если становится холоднее, организм отдает тепло не столь активно. Это позволяет ему сберечь правильный баланс. Во время излучения телом тепла происходит нагревание окружающего воздуха и предметов на расстоянии. А во время проведения тепла нагреваются объекты, к которым человек прикасается. Каким образом меняется интенсивность теплоотдачи? Огромную роль в этом процессе играют кровеносные сосуды. При низкой температуре окружающей среды они сужаются, при высокой – расширяются. Когда тело чувствует холод и происходит сужение сосудов, тем самым уменьшается приток крови. Именно поэтому в прохладную погоду кожа бледнеет. Тепло отдается в меньшем количестве. Если воздух теплый или горячий, происходит расширение сосудов, кровь приливает к поверхности тела и кожа обретает красноватый оттенок. В это время тепло отдается в большем количестве. Теплоотдача по такому принципу происходит, когда температура тела выше, чем температура воздуха. Таким образом, если разница между этими показателями небольшая, организм отдает минимум тепла.

2.6.3. Что является источником тепла в организме?

Жизнедеятельность животного и человека связана с постоянным потреблением энергии, которую организм получает за счет поступления и переработки питательных веществ [44]. Химические превращения, протекающие в клетках организма в процессе обмена веществ, сопровождаются теплообразованием. Одновременно с образованием тепла в организме происходит отдача его в окружающую среду. На различных участках тела человека температура неодинакова, так как имеются разные условия теплоотдачи.

Способность теплокровных животных поддерживать температуру тела на постоянном уровне обеспечивается за счет взаимосвязанных процессов - теплообразования и выделения тепла из организма во внешнюю среду. Процесс образования тепла в организме получил название химической терморегуляции, процесс, обеспечивающий удаление из организма тепла, - физической терморегуляции.

Выработка тепла в организме - одно из важнейших и характерных проявлений жизнедеятельности, которое связано с протеканием в тканях окислительных процессов. Определенный уровень температуры является необходимым условием нормального осуществления ферментативных процессов в тканях, выполнения различных функций в покое и при физической активности.

Тепловой обмен в животном организме тесно связан с энергетическим. При окислении органических веществ выделяется энергия. Часть этой энергии рассеивается в виде тепла и не может быть использована организмом для совершения какой-либо работы. Другая часть энергии идет на синтез АТФ. Молекулы АТФ обладают способностью аккумулировать энергию. Эта потенциальная энергия может быть использована организмом в его деятельности.

Источником тепла в организме являются все ткани. Кровь, протекая через ткани, нагревается. Некоторые органы, например печень, скелетные мышцы, отдают крови больше тепла, чем другие. Общее количество тепла, получаемое кровью, равно суммарному количеству тепла, выделяющегося всеми тканями. Кроме мышечной ткани, в увеличении теплообразования немалую роль играют печень и почки. При охлаждении организма продукция тепла в печеночной ткани резко возрастает.

Регуляция обмена веществ и энергии осуществляется нервной и эндокринной системами, которые обеспечивают приспособление организма к меняющимся условиям его обитания.

2.6.4. Выработка тепла в теле.

Как организм вырабатывает тепло, если для этого нет специального органа [45]? Терморегуляция – процесс выработки тепла в организме и её отдачи во внешнюю среду. Как у большинства млекопитающих, так и у человека терморегуляция протекает по одинаковому принципу. Какой орган отвечает за отопление тела и каким образом организму удается поддерживать постоянную температуру?

Выработкой тепла, занимаются все клетки тела, все ткани и каждый внутренний орган. Кто-то вырабатывает тепла меньше, кто-то больше. Однако существуют три наиболее интенсивных источника тепла. Это мускулы, печень и бурая жировая ткань. Главным энергетиком, руководящим всем процессом отопления, можно назвать гипоталамус – небольшую область в головном мозге.Топливом служит потребляемая пища, которая расщепляется на белки, жиры и углеводы. При окислении этого богатства высвобождается нужная энергия. Тепло по организму разносит кровь.

2.6.5. Откуда в организме берётся тепло?

При переваривании пищи в кровь всасываются питательные вещества: белки, жиры и углеводы [46]. Током крови они разносятся по органам и тканям и попадают в клетки. В клетках происходит их окисление с выделением энергии, которая снова отправляется в кровь. По сути, та энергия, которая циркулирует по крови и есть тепло, то есть кровь разносит тепло по телу. В большей степени теплообразование происходит в мышцах и печени.

Доказано, что кровь, которая отекает от печени, имеет более высокую температуру, чем та, что притекает. Кроме того, температура самих органов выше на 1-2 градуса, чем обычная температура тела. Экзотермические реакции.

За регуляцию тепла в теле отвечает центр терморегуляции в головном мозге. Именно он при повышении температуры крови заставляет сосуды расширяться, тем самым увеличивая приток крови к коже и увеличивая потоотделение. Потение является самым лучшим способом охлаждения всего тела.

Когда тело чувствует холод, происходит сужение сосудов и напряжение мышц. Именно поэтому обычно бледнеет кожа и в первую очередь холоднеют руки и ноги. Тело получает сигнал на повышенную выработку тепла, поэтому в печени и других внутренних органах начинается усиленное окисление питательных веществ, а мышцы начинают дрожать.

2.6.6. Заключение.

1. Выработкой тепла, занимаются все клетки тела, все ткани и каждый внутренний орган. Кто-то вырабатывает тепла меньше, кто-то больше. Однако существуют три наиболее интенсивных источника тепла. Это мускулы, печень и бурая жировая ткань. Главным энергетиком, руководящим всем процессом отопления, можно назвать гипоталамус – небольшую область в головном мозге.

2. Топливом организма является потребляемая пища, которая расщепляется на белки, жиры и углеводы. При их окислении высвобождается энергия. Мышцы производят примерно 20% всего тепла в организме и, даже если мы будем лежать неподвижно, мускулы свою работу не бросят.

3. Тепло по организму разносит кровь. Однако если организм почувствует холод, то кровеносные сосуды сужаются, уменьшая приток крови. Если ситуация будет отличной – тело испытывает перегрев, то кровеносные сосуды расширяются.

4. Пищевые вещества окисляются и тем самым высвобождают имеющуюся в них энергию. Расходуя эту энергию, организм превращает ее в тепло. Большей частью теплообразование происходит в мышечных тканях тела. Помимо мышц, в образовании тепла принимают участие органы.

5. Выработка и отдача тепла – сложные процессы, которыми управляют специальные механизмы в человеческом организме. Благодаря тому, что организм тщательно контролирует все процессы образования и отдачи тепла, тело имеет стабильную температуру.

6. Жизнедеятельность животного и человека связана с постоянным потреблением энергии, которую организм получает за счет поступления и переработки питательных веществ. Химические превращения, протекающие в клетках организма в процессе обмена веществ, сопровождаются теплообразованием. Одновременно с образованием тепла в организме происходит отдача его в окружающую среду. На различных участках тела человека температура неодинакова, так как имеются разные условия теплоотдачи.

7. Источником тепла в организме являются все ткани. Кровь, протекая через ткани, нагревается. Общее количество тепла, получаемое кровью, равно суммарному количеству тепла, выделяющегося всеми тканями.

8. Перед биологической наукой стоят вопросы теплообразования. Как организм вырабатывает тепло, если для этого нет специального органа? Какой орган отвечает за отопление тела и каким образом организму удается поддерживать постоянную температуру?

9. При переваривании пищи в кровь всасываются питательные вещества: белки, жиры и углеводы. Током крови они разносятся по органам и тканям и попадают в клетки. В клетках происходит их окисление с выделением энергии, которая снова отправляется в кровь. По сути, та энергия, которая циркулирует по крови и есть тепло, то есть кровь разносит тепло по телу. В большей степени теплообразование происходит в мышцах и печени.

2.6.7. Выводы.

1. Биология имеет превратное представление о том, что выработкой тепла занимаются все клетки тела. У клетки есть свои важнейшие задачи: обмен веществ и размножение.

2. Странное явление биологии: тепло по организму разносит кровь и нагревает все клетки, но когда в клетке при окислении питательных веществ выделяется энергия, она снова отправляется в кровь.

3. Перед биологической наукой стоит вопрос теплообразования: как организм вырабатывает тепло, если для этого нет специального органа?

I2.7. Теория биологической жизни.

2.7.1. Энергия жизни.

2.7.1.1. Официальное представление об энергии, теплоте, теплопередаче и излучении и поглощении тепла.

Для понимания сущности явлений, свойств физических объектов и процессов, происходящих в них при изменении внешних условий, теоретические достижения науки должны отвечать на целый ряд вопросов, входящих в компетенцию теоретической физики [47]:

1. Что такое энергия, теплота, свет?

2. Как происходит нагревание и охлаждение тел, теплопередача?

3. Как излучается и поглощается теплота?

Как же отвечают на эти вопросы молекулярно-кинетическая теория и квантомеханическая теория строения атома?

Энергия. Энергия – действие, деятельность, сила, мощь, скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие. С фундаментальной точки зрения, энергия представляет собой один из трёх (энергия, импульс, момент импульса) аддитивных интегралов движения (то есть сохраняющуюся при движении величину), связанный, согласно теореме Нётер, с однородностью времени. Таким образом, введение понятия энергии как физической величины целесообразно только в том случае, если рассматриваемая физическая система однородна во времени.

Теплота. Энергия, которую получает или теряет тело в процессе теплообмена с окружающей средой, называется количеством теплоты или просто теплотой. Теплота – это одна из основных термодинамических величин в классической феноменологической термодинамике.

Другие источники считают, что теплота – кинетическая часть внутренней энергии вещества, определяемая интенсивным хаотическим движением молекул и атомов, из которых это вещество состоит. Мерой интенсивности движения молекул является температура. Количество теплоты, которым обладает тело при данной температуре, зависит от его массы. Или же теплота – энергия, передаваемая от более нагретого тела менее нагретому при непосредственном соприкосновении или излучением.

Теплопередача. Теплопередача – физический процесс передачи тепловой энергии от более горячего тела к менее горячему, либо непосредственно (при контакте), или через разделяющую (тела или среды) перегородку из какого-либо материала. Когда физические тела одной системы находятся при разной температуре, то происходит передача тепловой энергии, или теплопередача от одного тела к другому до наступления термодинамического равновесия. Самопроизвольная передача тепла всегда происходит от более горячего тела к менее горячему, что является следствием второго закона термодинамики.

Излучение и поглощение тепла. Пока в науке нет объяснения процесса излучения и поглощения тепла. И не может быть достойного ответа. Непонятно, как могут колебания частиц на Солнце привести в колебание частицы всех физических объектов на Земле?

2.7.1.2. Алтернатива энергии, теплоте, телопередаче и излучению и полощению тепла.

Энергия. Существуют два вида энергии: в состоянии покоя и в движении – потенциальная энергия и кинетическая энергия. Потенциальная энергия физического объекта – его внутренняя энергия, уровень потенциальной энергии определяется высотой электронов над ядром. Кинетическая энергия – энергия в движении в виде электромагнитных волн как средство передачи энергии от одного физического объекта к другому. Кинетическая энергия атомов – электромагнитные волны, которые могут преобразовываться в другие виды энергии: теплоту, свет, радиоволны, электричество и др. Электромагнитные волны возникают только при разности потенциалов состояния между физическими объектами. Внутренняя энергия физических объектов спонтанно переходит от горячего тела к холодному посредством излучения энергии.

Энергия присуща каждому физическому телу (объекту). Подпитка внутренней энергии физических объектов происходит за счёт внешних источников: солнечной энергии, тепловой энергии сжигания топлива или внутренней энергии других тел. Внешние источники пополнения тел энергией могут быть временными (сжигание топлива, пища для фауны) или постоянными (энергия Солнца, питание для флоры). При разности потенциалов потенциальная энергия объекта превращается в кинетическую и через электромагнитное излучение переходит к объекту с меньшей потенциальной энергией. Таким образом, энергия может быть в покое (потенциальная энергия) и в движении (кинетическая энергия).

Электромагнитная волна – способ передачи потенциальной энергии путём превращения её в кинетическую от одного атома другому, имеющему меньшую потенциальную энергию, посредством колебательного контура электронов. Электрон формирует и излучает электромагнитные волны. Поглощающий электрон своим колебательным контуром принимает электромагнитные волны, часть кинетической энергии превращает в свою потенциальную, остальную энергию передаёт дальше соседнему атому при наличии разности потенциалов состояния. Единственным средством передачи энергии тепловой, световой, ультрафиолетового излучения, электрического тока и, тем более, радиоволн, является электромагнитные волны.

Теплота и свет. Излучение и поглощение энергии атомом – универсальное назначение электронов. Теплота и свет имеют общую природу с излучением энергии. В распространении электромагнитных волн особое место занимают свет и теплота. В природе понятия «теплота» и «свет» отсутствуют. Свет и теплота – категории не физические, а физиологические

Свет – видимая часть спектра электромагнитных колебаний, которые способны ощутить только те представители фауны, которые имеют глаза. Свет – абстрактное понятие для человека, который потерял зрение.

Теплота – часть спектра электромагнитных колебаний в инфракрасном диапазоне. Теплота – свойство органов осязания представителей фауны и флоры. Теплота – уровень потенциальной энергии тела, который определяется положением орбит электронов над ядром атомов. Мерой потенциального состояния тела служит температура, введённая человеком для оценки внутренней энергии тела.

Теплота – понятие относительное. Всегда тёплым будет тело, которое излучает энергию в окружающую среду, и, наоборот, холодным, которое поглощает энергию. Таким образом, теплота – состояние, в котором тело излучает энергию. Свет и теплота не нуждаются в отдельных теориях – это излучение энергии посредством электромагнитных волн.

Излучение и поглощение тепла. Излучение и поглощение энергии – процессы взаимосвязанные. В случае появления разности потенциалов состояния синхронно изменяется мощность вращающего электромагнитного поля ядра: при получении энергии радиус силовых линий увеличивается, электроны ускоряются, их кинетическая энергия переходит в потенциальную. Электроны работают как резонаторы – получают электромагнитные колебания и повышают свою потенциальную энергию. Процесс поглощения и излучения энергии – единый процесс. Каждый электрон атома при наличии разности потенциалов после поглощения энергии излучает её. Из-за разности потенциалов состояния потенциальная энергия электронов переходит в кинетическую энергию путём электромагнитного излучения, поглощается электронами с меньшей потенциальной энергией и превращается в потенциальную энергию.

Функция электронов – принимать или излучать электромагнитные волны. В электроне длится непрерывный процесс получения и передачи энергии. При излучении энергии на каждом обороте электрона вокруг собственной оси образуется полная волна: одна полуволна – получение энергии резонатором электрона, вторая полуволна – передача энергии осциллятором электрона. При поглощении энергии идёт противоположный процесс. Резонатор и осциллятор электрона является одним и тем же колебательным контуром. Вращение электрона в режиме получения и передачи энергии как раз и определяет волновую сущность процесса передачи энергии и описывается синусоидой.

Ядро атома и электроны имеют одну и ту же угловую скорость. На каждом обороте ядра вокруг оси изменяется мощность его вращающего электромагнитного поля: удаление силовых линий от ядра при поглощении энергии и приближение силовых линий к ядру при излучении энергии. При поглощении энергии электрон ускоряется в связи с постепенным переходом на орбиту большего радиуса и его потенциальная энергия увеличивается. Ядро атома образует вращающее поле таким образом, что каждому протону соответствуют свои силовые линии электромагнитного поля. По самой интенсивной, генеральной силовой линии и движется электрон. При излучении энергии электрон замедляется и постепенно переходит на более низкую орбиту, а его потенциальная энергия его уменьшается. Такой цикл электрон совершает за один оборот вокруг собственной оси. Процессы поглощения и излучения энергии состоят из импульсов полуволн, то есть имеют дискретный характер. Направление передачи энергии всегда единое: от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой, или, что равносильно, от атомов с большей потенциальной энергией к атомам с меньшей потенциальной энергией.

Каждый электрон половину оборота вокруг оси поглощает (излучает) энергию, а вторую половин оборота излучает (поглощает) её. Передача энергии от одного электрона другому осуществляется дискретно – полуволнами. Полуволна энергии, которая излучается электроном, состоит из электромагнитных волн всех диапазонов, которые соответствуют химическому составу и температуре излучающего объекта. Такая же вторая полуволна энергии поглощается другим электроном.

Электроны горячего тела излучают не конкретную электромагнитную волну, а импульсы энергии, в который входят все волны излучающего объекта, состав которых определяется температурой излучения и химическим составом. Если частота электромагнитных волн излучения больше частоты вращения атома вокруг собственной оси, в импульс полуволны энергии входит количество излучаемых волн, равное соотношению частоты волны и частоты вращения атома вокруг оси. Если частота передаваемой волны меньше частоты вращения атома вокруг оси, волна передаётся дискретными отрезками. Так как дискретные отрезки волны передаются разными электронами со сдвигом во времени, поглощаемая волна воспринимается как непрерывная.

Теплопередача. Если температура всех тел в замкнутом пространстве равна, не происходит процессов излучения и поглощения энергии между ними. Это означает, что электроны на орбитах атомов не излучают. Но только стоит появиться нагретому телу, например, включить электрическую лампочку или утюг, немедленно возникает разность потенциалов состояния и появляется тепловой поток. Неукоснительное свойство физических объектов – выравнивание потенциалов состояния. Горячее тело излучает энергию, окружающая среда поглощает её. Передача энергии от одного физического объекта другому осуществляется единственным универсальным способом – через электромагнитные волны.

Что же происходит с телами, окружающими источник энергии и самим источником? За счёт подведённой энергии электроны источника излучения работают как генераторы излучения, а электроны тел окружающей среды – как приёмники излучения. Процесс теплопередачи идёт до тех пор, пока есть разность потенциалов состояния, то есть до выравнивания температур.

Физические объекты излучают и поглощают энергию только поверхностью. Излучение и поглощение энергии возможно на границе раздела между телами или внутри тела между соседними атомами при наличии градиента температур. Чем больше поверхность излучающего или поглощающего тела, тем интенсивнее идёт процесс.

Какова физика процессов передачи энергии в массивных телах? Процесс излучения энергии складывается из процессов излучения и поглощения энергии между соседними слоями атомов и теле. Электроны служат только трансляторами энергии. При излучении энергии электроны наружного слоя тела при вращении вокруг собственной оси на первой полуволне излучают электромагнитные волны, а на второй полуволне поглощают энергию от электронов рядом лежащего атома, чтобы на следующей полуволне снова излучить её. Излучение и поглощение энергии происходит на границе двух атомных слоёв физического тела, имеющих различные потенциалы состояния, т.е. при наличии разности потенциалов или, что равносильно, разности температур. Так, за слоем слой, продолжается процесс излучения горячего тела через акты излучения – поглощения до выравнивания потенциалов состояния. По мере остывания тела уменьшается мощность излучаемой энергии и изменяется спектр волн электромагнитных колебаний.

Таким же образом происходит поглощение энергии, только в этом случае часть энергии идёт на выравнивание потенциалов состояния. Каждый электрон тела периодически поглощает и излучает энергию. Иначе не прогреется весь объём нагреваемого тела. Когда от источника тепла нагревается первый слой атомов, он начинает излучать энергию второму слою и т.д. Таким образом, за слоем слой тело прогревается, пока имеется источник нагревания. Волновой состав поглощённой и излученной энергии идентичен. Внутренняя энергия атома изменяется аналогово.

2.7.1.3. Выводы.

1. Во всех физических объектах нет никакого теплового движения. В зависимости от внешних условий изменяется состояние атома. Атом переходит на такой уровень потенциальной энергии, который обеспечивает устойчивую структуру для данных внешних условий.

2. Атом – неделимая частица. Электроны атома движутся по предопределённым орбитам, их ведёт магнитное поле ядра. Атом априори не может спонтанно передавать свои электроны другим атомам (ионная связь). При этом атомы доноры и акцепторы должны терять признаки и становиться совсем иными элементами. Также атомы не могут объединять свои электроны.

3. Изменение орбиты атома невозможно (ковалентная связь). Ещё более фантастической выглядит металлическая химическая связь: никогда, ни при каких обстоятельствах, электроны спонтанно не начнут покидать свои атомы и прогуливаться в межатомном пространстве.

J2.8. Теория энергии. [47, 48, 49, 50]

1. Существуют два вида энергии: в состоянии покоя и в движении – потенциальная энергия и кинетическая энергия. Потенциальная энергия физического объекта – его внутренняя энергия, уровень потенциальной энергии определяется высотой электронов над ядром. Кинетическая энергия – энергия в движении в виде электромагнитных волн как средство передачи энергии от одного физического объекта к другому.

2. Электромагнитные волны возникают только при разности потенциалов состояния между физическими объектами. Внутренняя энергия физических объектов спонтанно переходит от горячего тела к холодному посредством излучения энергии.

3. Энергия присуща каждому физическому телу (объекту). Подпитка внутренней энергии физических объектов происходит за счёт внешних источников: солнечной энергии, тепловой энергии сжигания топлива или внутренней энергии других тел. Внешние источники пополнения тел энергией могут быть временными (сжигание топлива, пища для фауны) или постоянными (энергия Солнца, питание для флоры).

4. При разности потенциалов потенциальная энергия объекта превращается в кинетическую энергию и через электромагнитное излучение переходит к объекту с меньшей потенциальной энергией. Таким образом, энергия может быть в покое (потенциальная энергия) и в движении (кинетическая энергия).

5. Излучение и поглощение энергии атомом – универсальное назначение электронов. Теплота и свет имеют общую природу с излучением энергии. В распространении электромагнитных волн особое место занимают свет и теплота. В природе понятия «теплота» и «свет» отсутствуют. Свет и теплота – категории не физические, а физиологические.

6. Теплота – часть спектра электромагнитных колебаний в инфракрасном диапазоне. Теплота – свойство органов осязания представителей фауны и флоры. Теплота – уровень потенциальной энергии тела, который определяется положением орбит электронов над ядром атомов. Мерой потенциального состояния тела служит температура, введённая человеком для оценки внутренней энергии тела.

7. Теплота – понятие относительное. Всегда тёплым будет тело, которое излучает энергию в окружающую среду, и, наоборот, холодным, которое поглощает энергию. Таким образом, теплота – состояние, в котором тело излучает энергию. Свет и теплота не нуждаются в отдельных теориях – это излучение энергии посредством электромагнитных волн.

8. Процесс поглощения и излучения энергии – единый процесс. Каждый электрон атома при наличии разности потенциалов после поглощения энергии излучает её. Из-за разности потенциалов состояния потенциальная энергия электронов переходит в кинетическую энергию путём электромагнитного излучения, поглощается электронами с меньшей потенциальной энергией и превращается в потенциальную энергию.

9. Если температура всех тел в замкнутом пространстве равна, не происходит процессов излучения и поглощения энергии между ними. Это означает, что электроны на орбитах атомов не излучают. Но только стоит появиться нагретому телу, например, включить электрическую лампочку или утюг, немедленно возникает разность потенциалов состояния и появляется тепловой поток.

10. Неукоснительное свойство физических объектов – выравнивание потенциалов состояния. Горячее тело излучает энергию, окружающая среда поглощает её. Передача энергии от одного физического объекта другому осуществляется единственным универсальным способом – через электромагнитные волны.

11. Атом – неделимая частица. Электроны атома движутся по предопределённым орбитам, их ведёт магнитное поле ядра. Атом априори не может спонтанно передавать свои электроны другим атомам. Электромагнитные волны возникают только при разности потенциалов состояния между физическими объектами. Внутренняя энергия физических объектов спонтанно переходит от горячего тела к холодному посредством излучения энергии.

12. Все гипотезы, теории, понятия и представления, связанные со свободными электронами в атоме, являются ложными и вредными для науки.

13. Электроны атома никогда, и ни при каких обстоятельствах, не покидают своей орбиты. В ином случае атом разрушается и превращается в другое вещество.

14. Передача любого вида энергии: электрической, тепловой, световой, радиоволн, от сжигания топлива, солнечного излучения, от съеденной пищи осуществляется только волновым способом электромагнитными волнами. Материальные частицы не могут переносить энергию. Все теории, в которых переносчиками энергии являются материальные частицы – ошибочны.

15. Тепло или холодно при какой-нибудь температуре, зависит от физиологии представителей фауны. Белым медведям тепло во льдах Северного ледовитого океана, пингвинам – во льдах Антарктиды. Неорганической природе всё равно, какая температура окружающей среды. Теплота – состояние тела, в котором электроны атомов имеют большую потенциальную энергию, чем потенциальная энергия электронов в атомах окружающей среды. Если тёплое тело поместить в более тёплую среду, оно окажется холодным.

16. Теплота тела определяется не хаотическим тепловым движением частиц в нём. Теплота – понятие относительное. Всегда тёплым будет тело, которое излучает энергию в окружающую среду, и, наоборот, холодным, которое поглощает энергию. Таким образом, теплота, это не скорость беспорядочного теплового движения частиц физического объекта, а состояние, в котором тело излучает энергию. Теплота – это излучение энергии посредством электромагнитных волн.

17. Энергия не может быть передана от тела к телу материальными частицами: квантами, фотонами, электронами. Все теории и гипотезы, в которых материальные частица используются как средство передачи энергии, не соответствуют действительности. Единственным средством передачи энергии тепловой, световой, ультрафиолетового излучения, электрического тока и, тем более, радиоволн, является электромагнитные волны.

18. Высота электронов над ядром атомов характеризует уровень потенциальной энергии вещества.

19. Состояние потенциальной энергии тела в метрологии выражается его температурой.

20. Электромагнитная волна – кинетическая энергия, посредством которой тело с большей потенциальной энергией передаёт энергию телу с меньшей потенциальной энергией.

21. При возникновении разности потенциалов состояния реализуется процесс передачи энергии.

22. Единственным источником энергии в виде электромагнитных волн для биологической жизни всех существ является желудочно-кишечный тракт.

K2.9. Формула жизни.

Желудочно-кишечный тракт – энергетическая установка любого живого организма. Поглощение пищи и очистка кишечника и мочевого пузыря от неусвояемых продуктов питания – единый биологический цикл жизни всех живых существ.

Жизнь биологического объекта – превращение еды в говно и газы, а жидкостей – в мочу с целью получения энергии для обеспечения работы всех систем организма и его взаимодействия с внешней средой.

Жизнь – обладание организма энергией за счёт внешних источников, внутренних резервов существ или необратимым разрушением жизненно необходимых его органов.

Каждая дворняжка точно понимает суть формулы жизни: надо найти что-то покушать, попить из лужи, пописать и покакать в любом месте, где захочется.

L3. Очистка системы пищеварения от отходов.

3.1. Отправление естественных надобностей.

«Человек – это звучит гордо!» – сказал Сатин, персонаж пьесы максима Горького «На дне». Да, это действительно так, но до тех пор, пока не захотелось срать, ссать или, даже, пердеть, а условия не позволяют отправить естественные надобности.

Человека уже ничего не интересует. Сверлит мысль: что делать? Человек чувствует себя несчастным, это покушение на честь и достоинство человека, беззащитность в опасной ситуации – несусветное горе.

Недаром сразу вспоминается известное всем стихотворение: «Хорошо быть кисою, хорошо собакою…» Собака вне квартиры может срать и ссать, где хочет, а человек – нет. Фактически отсутствие возможности исполнить отправление естественных надобностей – покушение на жизнь человека, так как жизнь – это не только потребление пищи и питья, но и реализация физиологических потребностей.

Биологическая жизнь, которая даёт возможность организму существовать, имеет две базовых функции: употребление еды и очистка системы пищеварения от отходов. Проблему в отправлении естественных надобностей создали биологи. Никогда в формулировку жизни не включалась дефекация и освобождение мочевого пузыря.

В дикой природе живые существа не имеют никаких трудностей с выделением отбросов. Домашние животные, когда идут по улице, тоже не отяжеляют население своими экскрементами и мочой. Проблема возникла у цивилизованных народов с начала строительства городов, которая не решена до сего времени.

3.2. Потребности человека.

Испытывать различные потребности – естественно для человека и всего живого в мире [51]. Только ощущая нужду в чем-либо и пытаясь восполнить недостающий элемент, человеческий организм способен динамически развиваться, а процессы продвижения цивилизации не прекращаются ни на миг.

Общая классификация потребностей человека лежит в основе всех теорий, объясняющих данную совокупность условий и факторов нуждаемости с научной или околонаучной точек зрения. В первую очередь все надобности людей делят на две большие группы по осознанности и неосознанности потребности. К первым относят человеческие желания и цели, требующие от индивида приложения определенных усилий для их достижения. Ко вторым причисляют нужды, необходимые для жизнедеятельности организма и продолжения рода.

Следующим показателем для определения потребностей из вышеуказанных двух групп является их генезис. По происхождению нужды делятся тоже на два вида:

· первичные – это все базовые функции человека, лежащие в области неосознанных потребностей;

· вторичные – это функции, находящиеся в прямой зависимости от среды обитания объекта и прочих условий, отвечающих за социализацию личности в обществе.

Также почти у каждого автора теории потребностей можно встретить разделения на групповые и личностные нужды, основные и служебные, рациональные и иррациональные, классические и новые, постоянные и непостоянные.

Психолог и нейрофизиолог из Америки Абрахам Маслоу в своем исследовании, проведенном в середине 20 века, вывел теорию потребностей человека, включающую в себя 7 основных разделов, поделенных на разъяснительные подпункты. Чтобы систематизировать концепцию и сделать ее более понятной, ученый присвоил каждому виду человеческих нужд свой «порядок важности», начиная от потребностей, имеющих первичное значение, и заканчивая второстепенными задачами социальной принадлежности личности.

Иерархическая теория потребностей Маслоу изображается в виде пирамиды, условно разделяемой на 7 горизонтальных секторов:

1. Сектору № 1 (нижнему) отводится самая важная категория надобностей – физиологическая. Сюда относят: отправление естественных нужд, удовлетворение голода и жажды, сон, сексуальные желания.

2. Сектор № 2 - это самосохранение (стремление к безопасности). В категорию входят инстинкты, обеспечивающие чувство уверенности и избегание опасностей.

3. Сектор № 3 - это потребность в социализации и любви. Навыки, вырабатывающиеся у человека вследствие необходимости быть причисленным к определенной социальной группе, определяют его общественный статус.

4. Сектор № 4 - это потребность в почитании (признании). Для удовлетворения своего природного тщеславия и для того, чтобы завоевать уважение окружающих, человек способен идти на многие жертвы и даже стать организатором мощного общественного эгрегора.

5. Сектор № 5 - это тяга к познаванию, исследованиям. Некоторые последователи теории потребностей Маслоу объединяют 4 и 5 группы (тягу человека к знаниям и необходимость признания) в один сектор, поскольку оба эти понятия взаимосвязаны. Спорным является и вопрос очередности этих групп, ведь бывает, что человек, сделавший много для получения высокой оценки своих умений, сознательно избегал признания этого факта.

6. Сектор № 6 - это стремление к эстетическому наслаждению и развитию интеллектуальных способностей.

7. Сектор № 7 (вершина пирамиды) - потребность человека в выявлении его личностных возможностей и раскрытии духовных ресурсов.

Многие исследователи, в том числе и австралийский ученый Джон Вир Бертон, не отрицая теорию уровней потребности Маслоу в целом, возражали против присваивания первостепенным нуждам человека любой очередности. По мнению противников концепции, ни одна из названных надобностей человека не может быть оценена как второстепенная, поскольку все они одновременно составляют суть человека и являются его неотделимыми составляющими.

3.3. Навстречу людям.

Открытые уличные туалеты в Нидерландах стали для многих туристов из России настоящим шоком [52]. Звучит действительно диковато, но на самом деле все не так страшно, как можно себе представить.

Понятно, что такие туалеты предназначены для мужчин. Это металлические или пластиковые писсуары, встроенные в высокие тумбы и разделенные перегородками. При этом из-за особенностей конструкции приватности в них (даже при тесном соседстве) больше, чем у классических писсуаров, расположенных вдоль стены.

Самые современные модели являют собой дивный гибрид туалета с цветочной клумбой: в боковой стенке вазы устроены специальные отверстия, которые используют в качестве писсуара, а внутри размещено устройство, перерабатывающее отходы жизнедеятельности в фосфаты (удобрения) и воду.

Почему появились уличные туалеты? Тут все очевидно: власти Голландии начали устанавливать уличные писсуары для того, чтобы бороться с явлением, от которого страдают многие перегруженные отдыхающей публикой туристические города: тем, что некоторая часть этой самой публики беззаботно справляет нужду в подворотнях, на набережных, а то и просто на стены домов.

Первые подобные WC были более закрытыми и напоминали раздевалки, только с подведенной канализацией. На многих улицах Амстердама до сих пор можно встретить эти зеленые «заборчики». К слову, ими — при определенной доле сноровки и смелости — удается пользоваться и женщинам. Но в целом вопрос отсутствия массово доступных санузлов для дам до сих пор воспринимается местными жительницами и туристками как дискриминация. Но раз нидерландские туалетные технологи додумались до комбо клумбы с писсуаром, думается, им и эта задача по плечу.

Какое уважительное отношение к заключённым по поводу удовлетворения естественных потребностей!

Минимальные стандартные правила в отношении обращения с заключенными, принятые Резолюцией Генеральной Ассамблии ООН 17 декабря 2015 года предназначены лишь для того, чтобы на основе общепризнанных достижений современной мысли и с учетом основных элементов наиболее удовлетворительных в настоящее время систем изложить то, что обычно считается правильным с принципиальной и практической точек зрения в области обращения с заключенными и управления тюрьмами [53].

В разделе “Помещения” правило 15 гласит: санитарные установки должны быть достаточными для того, чтобы каждый заключенный мог удовлетворять свои естественные потребности, когда ему это нужно, в условиях чистоты и пристойности.

3.4. Сложности отправления естественных надобностей.

В публикации [54] речь идёт о нарушении прав на отправление естественных потребностей. Водители автобусов жалуются на бесчеловечное отношение. Один даже в суд пробовал подать. Говорит, натерпелся. На маршруте нет ни одного туалета. Бегают водители кто куда: в кусты, в поликлиники, на минуточку к знакомым

Многие над этим смеются, но вот сами терпельцы и в эмоциях, и в воде себя ограничивают. В целях предосторожности.

Помощи приходится просить в ближайшей к остановке поликлинике. Других вариантов нет, даже на конечной туалетов для водителей не предусмотрено. В таких условиях и воды лишний раз не выпьешь.

Водитель автобуса пытался убедить начальство автотранспортного предприятия поставить хотя бы кабинки, но когда получил отказ, решил обратиться в суд. О нарушении прав на отправление естественных потребностей задумался после неприятного происшествия.

Водитель автобуса ехал по маршруту – живот скрутило. Центр города – пойти некуда. Еле доехал до Восточной, там гаражи были, пришлось останавливаться, говорить, что автобус сломался, и бежать в эти гаражи…

В ближайшие оборудованные туалетами заведения водители и кондукторы попадают не всегда. Расписание нужных перерывов не предусматривает.

Полный круг по городу эти автобусы делают за 2,5 часа. Но и на конечных справить даже «малую» нужду часто негде. Водителям приходится делать это либо по-гагарински, на баллон. Либо в так называемой гармошке – представляете, какой после этого запах в салоне. Цивилизованный способ решения этой проблемы есть, хотя бы с помощью вот такого памперса. Но вряд ли кто-то из водителей или кондукторов согласится надеть его во время рейса.

Руководители автотранспортного предприятия говорят, что действуют по межотраслевым правилам. Там о естественных нуждах работников ничего не сказано.

Заместитель генерального директора говорит, что автопредприятие обязано предоставить санитарно-бытовые условия для производственных и административных помещений, что у нас и сделано, но эти правила не обязывают иметь туалеты на конечных остановках.

В районном суде иск водителя к работодателям отклонили. Туалетов на конечных не будет.

Юристы уральского профсоюзного центра, которые и помогают водителю, считают, что шансы у этого дела хорошие, и намерены дойти до Верховного или Европейского суда по правам человека, если понадобится. Они говорят: по международным нормам непредоставление туалета нарушает достоинство личности и расценивается как бесчеловечное отношение.

Ни один суд не решит возникшую проблему постройки туалетов на конечных остановках транспорта, так как суд принимает решение не по милосердию и справедливости, а по закону. Но право человека на отправление естественных надобностей законом не защищено, и водителям городского транспорта и далее придётся страдать. Водитель городского автобуса полагал, что у него есть право на реализацию физиологических надобностей. Но никакого права на эту акцию у людей нет: каждый бесправник должен сам находить выход из положения.

Кабмин подготовил предварительный вариант нового КоАП, где значительно увеличиваются штрафы за некоторые правонарушения [55]. Так, в 2020 году штраф за мелкое хулиганство может вырасти с 500–1000 рублей до 3000–5000 рублей, а за хулиганство, сопряженное с неповиновением представителю власти — до 5000–10000 рублей. При этом к самому хулиганству теперь могут причислить и отправление естественных потребностей в общественном месте, которыми в новом КоАП будут считаться улицы, парки, скверы, аэропорты, вокзалы, пристани, прилегающие к ним территории и весь общественный транспорт, а также подъезды, лифты, крыши, чердаки, технические этажи и подвалы. Кроме того, в новой редакции кодекса может появиться штраф за выгул в общественном месте собак опасной породы без намордника. Его сумма составит 3000–5000 рублей. До 5000 рублей предлагается увеличить и штраф за оскорбление других граждан. На данный момент справление нужды в подъездах, лифтах и дворах является «мелким хулиганство» только в том случае, если оно сопровождается нецензурной бранью или порчей имущества. Тогда оно попадает под часть 1 статьи 20.1 КоАП. По мнению авторов законопроекта, норму необходимо изменить: справление естественной нужды в не предназначенных для этого местах само по себе является нарушением общественного порядка. «Отправление естественных надобностей в не отведенных для этого общественных местах своим цинизмом, дерзостью, моральным издевательством и демонстративным пренебрежением правами других граждан сопоставимо с иными противоправными деяниями, подпадающими под мелкое хулиганство в соответствии с Кодексом об административных правонарушениях», – указано в пояснительной записке к законопроекту. 6 ноября документ, уже внесенный в Думу, был направлен на рассмотрение в Комитет по конституционному законодательству и государственному строительству. Напомним, часть 1 статьи 20.1 КоАП РФ предусматривает штраф на сумму от 500 до 1000 рублей или административный арест на срок до 15 суток. За последние полгода по данной статье, по информации Судебного департамента при Верховном суде России, было наказано почти 200 тысяч человек. Из них 118 тысяч получили административный арест.

3.5. Всеобщая декларация прав человека и конституция государства.

Статья 25, пункт 1 [56].

1. Каждый человек имеет право на такой жизненный уровень, включая пищу, одежду, жилище, медицинский уход и необходимое социальное обслуживание, который необходим для поддержания здоровья и благосостояния его самого и его семьи, и право на обеспечение на случай безработицы, болезни, инвалидности, вдовства, наступления старости или иного случая утраты средств к существованию по не зависящим от него обстоятельствам.

Статья 29.

1. Каждый человек имеет обязанности перед обществом, в котором только и возможно свободное и полное развитие его личности.

2. При осуществлении своих прав и свобод каждый человек должен подвергаться только таким ограничениям, какие установлены законом исключительно с целью обеспечения должного признания и уважения прав и свобод других и удовлетворения справедливых требований морали, общественного порядка и общего благосостояния в демократическом обществе.

3. Осуществление этих прав и свобод ни в коем случае не должно противоречить целям и принципам Организации Объединенных Наций.

Во Всеобщей декларации по правам человека упущен важнейший пункт, обеспечиваюший право человека на жизнь: право реализации естественных потребность. Бесправие в этом вопросе для многих категорий населения делает жизнь сложной и унизительной, попирая честь и достоинство человека.

Рассмотрим, какие права человеку гарантируют конституции государств на примере Конституции Республики Беларусь.

Статья 21. Обеспечение прав и свобод граждан Республики Беларусь является высшей целью государства.

Каждый имеет право на достойный уровень жизни, включая достаточное питание, одежду, жилье и постоянное улучшение необходимых для этого условий.

Каждый должен проявлять социальную ответственность, вносить посильный вклад в развитие общества и государства.

Государство гарантирует права и свободы граждан Беларуси, закрепленные в Конституции, законах и предусмотренные международными обязательствами государства [57].

Конституция Республики Беларусь в статье 21 повторяет статью 25 Всеобщей декларации прав человека и гарантирует каждому достаточное питание. Какую массу еды человек съест и сколько жидкостей выпьет за день, почти от такой же массы он ежедневно должен освободиться. Но конституция не гарантирует человеку права свободно отправлять свои физиологические потребности. Поэтому возникает конфликтная ситуация между обществом и властью.

3.6. Заключение.

1. Самая важная категория надобностей – физиологическая. Сюда относят: отправление естественных нужд, удовлетворение голода и жажды, сон, сексуальные желания.

2. Всеобщая декларация прав человека не гарантирует права человека на отправлении естественных потребностей.

3. Конституция государства не гарантирует человеку права свободно отправлять свои физиологические потребности. Поэтому возникает конфликтная ситуация между обществом и властью.

4. Физиология неподвластна любым документам, ограничивающим очистку организма от отходов.

5. Проблема отправления физиологических потребностей возникла у цивилизованных народов с начала строительства городов, которая не решена до сего времени.

3.7. Выводы.

1. Организация Объединённых Наций должна дать право человеку отправлять свои естественные потребности.

2. Имея законное право отпрвлять физиологичеую нужду человек может требовать от работодателя исполнения закона.

M4. Общие выводы.

1. Биологическая жизнь, которая даёт возможность организму существовать, имеет две базовых функции: употребление еды и очистка системы пищеварения от отходов.

2. Энергия, получаемая от АТФ – околонаучная мистика и судьбоносное заблуждение биологии.

3. Биология имеет превратное представление о том, что выработкой тепла занимаются все клетки тела. У клетки есть свои важнейшие задачи: обмен веществ и размножение.

4. Во всех физических объектах нет никакого теплового движения. В зависимости от внешних условий изменяется состояние атома. Атом переходит на такой уровень потенциальной энергии, который обеспечивает устойчивую структуру для данных внешних условий.

5. Атом – неделимая частица. Электроны атома движутся по предопределённым орбитам, их ведёт магнитное поле ядра. Атом априори не может спонтанно передавать свои электроны другим атомам. Электроны атома никогда, и ни при каких обстоятельствах, не покидают своей орбиты. В ином случае атом разрушается и превращается в другое вещество.

6. Все гипотезы, теории, понятия и представления, связанные со свободными электронами в атоме, являются ложными и вредными для науки.

7. Передача любого вида энергии: электрической, тепловой, световой, радиоволн, от сжигания топлива, солнечного излучения, от съеденной пищи осуществляется только волновым способом электромагнитными волнами.

8. Единственным источником энергии в виде электромагнитных волн для биологической жизни всех существ является желудочно-кишечный тракт.

9. Жизнь биологического объекта – превращение еды в говно и газы, а жидкостей – в мочу с целью получения энергии для обеспечения работы всех систем организма и его взаимодействия с внешней средой.

10. Вся официальная биология – ложная, далёкая от истины выдумка.

11. Самая важная категория надобностей – физиологическая. Сюда относят: отправление естественных нужд, удовлетворение голода и жажды, сон, сексуальные желания.

12. Всеобщая декларация прав человека не гарантирует права человека на отправлении естественных потребностей.

13. Конституция государства не гарантирует человеку права свободно отправлять свои физиологические потребности. Поэтому возникает конфликтная ситуация между обществом и властью.

14. Физиология неподвластна любым документам, ограничивающим очистку организма от отходов.

15. Организация Объединённых Наций должна дать право человеку отправлять свои естественные потребности.

2. Имея законное право отпрвлять физиологичеую нужду человек может требовать от работодателя исполнения закона.

N5. СПИСОК ИСТОЧНИКОВ.

[1] http://ab0in.narod.ru

[2] https://studopedia.ru/14_15010_biologicheskie-osnovi-zhizni.html

[3] https://interneturok.ru/lesson/biology/10-klass/bvvedenieb/suschnost-zhizni-i-svoystva-zhivogo

[4] https://ru.wikipedia.org/wiki/Жизнь

[5] https://zen.yandex.ru/media/id/6061f8b1c9d3814d3509bae7/chto-takoe-jizn-s-tochki-zreniia-biologii-opredelenie-poniatiia-60a8da14288764247fd93bfb

[6] Самойленко Марина. https://fb-ru.turbopages.org/fb.ru/s/article/225825/znaete-li-vyi-chto-takoe-jizn-s-tochki-zrenie-biologii-opredelenie-ponyatiya-jizn

[7] https://bioslogos.ru/7-opredelenie-zhizni-osnovnye-svoystva-zhivyh-organizmov.html

[8] https://gufo.me/dict/biology/жизнь

[9] https://blgy.ru/life-definition/

[10] https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/811046

[11]. https://ru.wikipedia.org/wiki/Энергия

[12] https://zen.yandex.ru/media/id/5a630d2c9b403c5442578563/chto-takoe-energiia-prosto-o-slojnom-5ab9da8977d0e64672385453

[13]. https://studopedia.ru/8_191125_ponyatie-energii.html

[14] https://dic.academic.ru/dic.nsf/dmitriev/5337/тепло

[15] https://fizi4ka.ru/fizika-bez-formul/glava-2-chto-takoe-teplo.html

[16] https://zen.yandex.ru/media/id/5a630d2c9b403c5442578563/chto-takoe-teplota-prosto-o-slojnom-5ab4cf4f380d8f1a8ef1d005

[17] https://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/fizika/TEPLOTA.html

[18] https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.4b58bfd8-62f22b83-831e0190-74722d776562/https/en.wikipedia.org/wiki/Gradus_caloris

[19] https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.09da8717-62f23006-f59e2d7f-74722d776562/https/en.wikipedia.org/wiki/Gradus_caloris

[20] https://kartaslov.ru/карта-знаний/Температура

[21] https://www.ngpedia.ru/id480511p1.html

[22] https://www.ngpedia.ru/id480512p1.html

[23] https://biouroki.ru/material/human/pischevarenie.html

[24] Алексей Портнов. https://m.ilive.com.ua/food/sbalansirovannoe-pitanie-klassicheskaya-teoriya_113626i15888.html

[25] https://siellon.com/chtobyi-zhit-organizmu-nuzhna-energiya/#:~:text=Откуда%20организм%20берет%20энергию.%20Клетки,кислорода%2C%20так%20и%20без%20него

[26] https://zen.yandex.ru/media/id/5d11f61ba1aea705cf7af9c5/energiia-nashe-vse-kak-ona-rojdaetsia-gasnet-i-vospolniaetsia-60b72676e8a8c866ffb21ccd

[27] Эрик Берн.. https://www.elitarium.ru/otkuda_proiskhodit_chelovecheskaja_jenergija/

[28] http://maximbuvalin.ru/vse-o-bege/jenergeticheskij-obmen-ili-otkuda-beretsja-jenergija-dlja-organizma/

[29] https://news.rambler.ru/other/44380695-atf-kak-obrazuetsya-energiya-v-organizme-cheloveka/

[30] В. Скулачев.https://www.poznavayka.org/biologiya/energiya-zhizni/

[31] Л. А. Тумерман. https://www.booksite.ru/fulltext/1/001/008/118/682.htm

[32] https://zaochnik.com/spravochnik/biologija/nadklass-ryby/nakoplenie-atf/

[33] Тестов Б.В https://naturalsciences.ru/ru/article/view?id=13669#:~:text=Организм%20получает%20энергию%20преимущественно%20за,нагрузках%20интенсивность%20дыхания%20значительно%20усиливается

[34] https://deepcloud.ru/articles/chto-takoe-sintez-atf-v-biologii/

[35] Татьяна Потапова. https://elementy.ru/nauchnopopulyarnaya_biblioteka/430308/430311

[36] https://vk.com/topic-24776055_26919943

[37] https://www.takzdorovo.ru/dvizhenie/c-chego-nachat/otkuda-beretsya-energiya-dlya-trenirovok/

[38] https://pumpmuscles.ru/bodibilding/fiziologiya-myishechnogo-sokrashheniya-energiya-i-rabota.html

[39] https://studopedia.su/6_49051_prevrashchenie-i-preobrazovanie-energii-v-dvigatelnih-deystviyah.html

[40] http://cnit.ssau.ru/kadis/ocnov_set/tema2/p2_323.htm

[41] https://znaesh-kak.com/m/mf/химические-превращения-в-мышце

[42] https://zen.yandex.ru/media/different_angle/kak-nashe-telo-vyrabatyvaet-teplo-esli-dlia-etogo-net-specialnogo-organa-5e4185175217d53be7c2125e

[43] https://kipmu.ru/kak-chelovek-vyrabatyvaet-teplo/

[44]http://www.anfiz.ru/books/item/f00/s00/z0000020/st054.shtml#:~:text=Источником%20тепла%20в%20организме%20являются,количеству%20тепла%2C%20выделяющегося%20всеми%20тканями

[45] https://zen.yandex.ru/media/different_angle/kak-nashe-telo-vyrabatyvaet-teplo-esli-dlia-etogo-net-specialnogo-organa-5e4185175217d53be7c2125e

[46] Светлана Фомина. https://zen.yandex.ru/media/sf_doctor/pochemu-krov-teplaia-5e5770b5e2588953a559a5a5

[47] А.И.Болутенко. http://ngipoteza.narod.ru/phys3.htm

[48] А.И.Болутенко. http://ngipoteza.narod.ru/phys6.htm

[49] А.И.Болутенко. http://ngipoteza.narod.ru/phys2.htm

[50] А.И.Болутенко. http://ngipoteza.narod.ru/phys16.htm

[51] https://fb-ru.turbopages.org/fb.ru/s/article/440393/teorii-potrebnostey-osnovyi-avtoryi-teoriy

[52]https://tonkostiru.turbopages.org/tonkosti.ru/s/Журнал/Почему_в_Голландии_есть_открытые_туалеты_на_улицах,_и_как_ими_пользуются_местные

[53] https://constitution.garant.ru/act/right/megdunar/1305346/

[54] http://sutyajnik.ru/articles/272.html

[55] https://center-yf.ru/data/Yuristu/spravlyat-nuzhdu-v-obschestvennom-meste-statya-v-2020-godu.php

[56]https://www.un.org/ru/documents/decl_conv/declarations/declhr.shtml

29.01.2023