Cilvēks nav plīts, kaloriju skaitīšana nav vajadzīga vai kāpēc ir vajadzīga kaloriju skaitīšana. Cik daudz enerģijas nepieciešams

“Cilvēks nav plīts” - nav jāskaita kalorijas! …vai kāpēc ir nepieciešama kaloriju skaitīšana.

Tiem, kas stingri uzskata, ka cilvēka ķermenis nav plīts, ka kalorijas tajā netiek “sadedzinātas”, ka kaloriju skaitīšana ir lieka, kaitīga un nav lietderīga, publicējam Oļega Terna ierakstu, kurā viņš ļoti rūpīgi pēta jautājumu par to, kāpēc cilvēks -plīts, un kāpēc kaloriju skaitīšana ir labākais veids, kā zaudēt svaru.

Spriežot pēc jaunākajiem datiem, dažas pamata lietas, bez kurām pieiet pie dietoloģijas ir kā kosmosa kuģa projektēšana, nesaprotot matemātiku, ne visiem ir skaidras. Daži cilvēki ar to pat lepojas, lai gan es to nedarītu. Tiem, kas vēlas saprast, ko atbildēt, kad kāds slaveni un pašaizliedzīgi apgalvo, ka "cilvēks nav plīts", tradicionālie daudzburtu vārdi.

Numurā: Atgriezties uz skolu tiem, kas visu izgulējuši - uguns šovs ar dubulto čīzburgeru, kokakolu un maziem kartupelīšiem - zinātne atkal uzvarējusi analfabētismu un nezināšanu - sinoptiķi atpūšas, kamēr citi notievē.

Sākumā pāris punkti tiem, kas izlaida fiziku un ķīmiju.

Pirmkārt, kāda ir galvenā persona, kas ir iesaistīta diskusijā.

Kalorija (cal, cal) ir papildu sistēmas darba un enerģijas vienība, kas vienāda ar siltuma daudzumu, kas nepieciešams, lai uzsildītu 1 gramu ūdens par 1 K (Kelvins ir temperatūras mērs) pie standarta atmosfēras spiediena 101,325 kPa. .

Agrāk kalorijas plaši izmantoja enerģijas, darba un siltuma mērīšanai. Tagad šī mērvienība tiek izmantota galvenokārt divos veidos - dažu iekārtu saražotā vai patērētā siltuma daudzuma mērīšanai, galvenokārt komunālajos pasākumos (akumulatora siltumu mēra gigakalorijās, nākamajā ziemā varat doties pajautāt mājokļa birojam, vai jūsu baterijas ražo pietiekami daudz siltuma, kad jūs pieminat kalorijas, tās parasti sāk nervozēt; kā arī mums pazīstamos jautājumos - aprēķinot pārtikas produktu kaloriju saturu un cilvēka paveikto darbu.

Cits svarīgs punkts, ko nez kāpēc visi spītīgi ignorē - saglabāšanas likumus.

Tie ir fundamentālie fizikālie likumi, saskaņā ar kuriem dažas slēgtas sistēmas īpašības paliek nemainīgas, neskatoties uz jebkādām izmaiņām sistēmā. Vissvarīgākie ir matērijas un enerģijas nezūdamības likumi.

Matērijas saglabāšanas likums nosaka, ka matērija netiek ne radīta, ne iznīcināta; Ķīmisko pārvērtību laikā kopējā masa paliek nemainīga. Arī kopējais enerģijas daudzums sistēmā paliek nemainīgs; enerģija tiek pārveidota tikai no viena veida citā. (Ir arī impulsa, elektriskā lādiņa utt. saglabāšanas likumi).

Vielas un enerģijas nezūdamības likumi nav līdz galam precīzi – noteiktos apstākļos viela var pārvērsties enerģijā un otrādi, bet cilvēka ķermenim tas nav aktuāli, vismaz līdz brīdim, kad viņš nokļuva kodolsintēzes zonā vai paātrinājās līdz gaismas ātrumam. Tiesa, daži trakie prānas ēdāji domā, ka E=MC2 ir par viņiem.

Tālāk vairāk. Atcerēsimies par starpatomiskajām saitēm organiskajās molekulās. Zinu, ka reti kurš ir izlasījis līdz šim, un viņi tiks apbalvoti ar pirmo bildi un vārdu, kas varētu padarīt gaišāku garlaicīgo bioķīmijas stundu - alkoholu. Atcerēsimies alkohola formulu, mūsu iecienīto, etil, to pašu C2H5OH. Tās molekulu var attēlot divos veidos:

Otrajā attēlā redzami horizontāli un vertikāli stieņi – tās ir tās pašas minētās starpatomiskās saites, kas notur atomus molekulā. Tie satur potenciālo enerģiju - ja kaut kādā veidā šīs saites tiek sadalītas, piemēram, skābekļa klātbūtnē sadedzinot spirtu ar jaunu molekulu veidošanos - oglekļa dioksīdu un ūdeni (CO2 un H2O), tad liekā enerģija izlauzīsies un atbrīvosies. siltuma veidā.

Ir viegli saprast, ka, ja ieejā mums ir spirta molekula un trīs skābekļa molekulas, un izejā ir 2 molekulas oglekļa dioksīda un trīs molekulas ūdens (konstants vielas daudzums), tad enerģija, kas izdalās šādā reakcijā, neatkarīgi no tā, kā mēs to deformētu, saskaņā ar saglabāšanas likumu būs vienāda. Lai ko mēs darītu - reakcijā ievadām katalizatorus, dedzinām spirtu plīts vai ar sērkociņiem, veicam daudzpakāpju bioķīmiskās pārvērtības - jebkurā gadījumā šajā reakcijā izdalīsies tikpat daudz enerģijas.

Kas notiek ar alkohola molekula organismā? Lasiet brīvajā laikā, noderīgi vispārējā attīstība un izskaidrot bērniem, kas ir alkoholisms. Alkohols organismā tiek pārveidots diezgan sarežģīti un vairākos posmos, bet galu galā ar skābekļa piedalīšanos tiek sadalīts ūdenī un oglekļa dioksīdā. Tātad, cik daudz enerģijas var atbrīvot no šādām reakcijām? Tikpat daudz, cik sadedzinot krāsnī, tik daudz, cik var izdalīties starpatomisko saišu sadalīšanās un jaunu veidošanās laikā.

Tātad, mēs noskaidrojām, ka, ja tiek sadedzināta daļa organisko vielu gala produkti– ūdens, oglekļa dioksīds un citas vielas (piemēram, slāpekļa oksīds vai sērs, ja dedzina aminoskābes, kurās tās atrodas) skābekļa klātbūtnē izdalās noteikts enerģijas daudzums, kas mērāms kalorijās. Šo daudzumu nosaka starpatomisko saišu skaits, kas piedalījās oksidācijas procesā - tieši no tām atbrīvojās enerģija, jo vielas daudzums paliek nemainīgs (atomu skaits - ogleklis, ūdeņradis, skābeklis utt.). Un visās situācijās, kur vien notiek molekulas oksidēšanās, tiek atbrīvots vienāds šīs enerģijas daudzums.

Lai noskaidrotu, cik daudz enerģijas (siltuma) var atbrīvot no šīm molekulām, savulaik tās faktiski dega krāsnīs plkst. paaugstināta temperatūra dažādas uzturvielas un uzzini, cik kaloriju izdalīsies. Mūsdienās neviens nededzina cepeškrāsnī hamburgeru, kokakolu un mazus frī kartupeļus, lai uzzinātu, cik daudz kaloriju tajos ir – tas ir jautri, taču zinātnieki ne tikai izklaidējas savā darbā, kā daudzi domā.

Pētītajam produktam tiek veikta ķīmiskā analīze un tiek noteikts, cik daudz olbaltumvielu, tauku, ogļhidrātu un citu vielu tas satur. Tādējādi olbaltumvielu daudzumu nosaka proteīna slāpeklis (produkts tiek sadedzināts ar sērskābi katalizatora klātbūtnē un tiek mērīts izdalītā amonjaka tilpums). Cukuri tiek ekstrahēti etilspirts. Cietes izšķīdina ūdenī vai sāls šķīdums– utt. un tā tālāk. Zinot ķīmiskais sastāvs produkta kaloriju saturs jau ir tīri aritmētiski aprēķināts, pamatojoties uz pieejamajiem datiem par sastāvdaļām.

Tajā pašā laikā skaitļi nosaka enerģijas daudzumu, kas tiek iegūts, oksidējot šīs barības vielas vielas organismā– ņemot vērā to, ka ne viss mūsu organismā izdeg pilnā mērā. Rezultātā izrādās, ka organismā 1 g olbaltumvielu vai ogļhidrātu nodrošina aptuveni 4 kcal; 1 g tauku – 9 kcal (krāsnī šie skaitļi nedaudz atšķiras).

Kā redzat, vielas ar dažādu struktūru tiek reducētas uz vienu un to pašu mērīšanas sistēmu – kalorijām. Tas nozīmē, ka mēs varam novērtēt cilvēku uzskaiti (ienākumus/izdevumus), izmantojot tikai vienu mērvienību, un tas jau diezgan skaidri raksturos sistēmu kopumā.

Tagad par grūtībām, kas rodas visā šajā virtuvē - patiesībā, kas ir jāsaprot, sakot to banalitāti, ka cilvēks necepas un ir komplekss. Daži piemēri.

Alkohola pārstrādei enerģija tiek izniekota– kā arī olbaltumvielu, tauku un ogļhidrātu pārstrādei. Un katra no šīm sastāvdaļām prasa dažādas izmaksas – piemēram, olbaltumvielu pārstrādei tiek tērēts par 10-20 procentiem vairāk nekā tauku vai ogļhidrātu pārstrādei, tādējādi no olbaltumvielām var iegūt mazāk enerģijas. Un vēl daļa barības vielas tas netiek sagremots un neuzsūcas un atstāj mūsu ķermeni tranzītā, lai gan tam arī ir nepieciešams tērēt enerģiju. Ir diezgan grūti ņemt vērā pat šos dažus faktorus. Un ir arī citi.

Vai mūsu organisms tērē enerģija apkurei un dzesēšanai. Turklāt tas vienlaikus uzsilst un atdziest. Piemēram, vasarā, neskatoties uz karstumu, turpinām sildīt ķermeni, vienlaikus tērējot enerģiju tā atvēsināšanai – svīšana, elpošana utt. Ja cilvēkam ir tirotoksikoze, tad viņam ir pastiprināta vielmaiņa, un apkurei viņš tērē vairāk nekā citi cilvēki. Taču ķermeņa temperatūrai jābūt normālai – līdz ar to atdzišanai tā tērē vairāk, ievērojami vairāk. Jāpaskaidro, kāpēc viņš būs tievāks par cilvēku ar hipotireozi, ja vielmaiņa (karsēšana) ir tieši otrādi lēna? Ja piemērs nav skaidrs, tad ziemā ieslēdziet kondicionieri, atveriet logus un vismaz pāris dienas apsildiet dzīvokli ar sildītājiem – un nākamajā mēnesī jūs saņemsiet pārsteigumu elektrības rēķina veidā.

Tieši šādu faktoru kopums (un tādu ir daudz) padara sistēmu slikti prognozējamu. Viens cilvēks zaudē svaru par 2,5 tūkstošiem kaloriju, bet otrs pieņemas svarā par 1,5 - paradokss? Nebūt ne, visu var izskaidrot - bet daudz grūtāk prognozēt.

Grūti, bet iespējams - vismaz gan profesionāļi, gan vienkārši pieredzējuši cilvēki to dara diezgan adekvāti - vismaz labāk, nekā hidrometeoroloģiskais centrs prognozē laikapstākļus. Kā tas ir iespējams?

Lai gan ķermenis ir sarežģīts mehānisms, tas nav haoss, bet gan kontrolēta sistēma. Un šī sistēma ir konfigurēta noteiktā veidā, lai tā pastāvētu. Turpinot piemēru ar sildīšanu un dzesēšanu, varam teikt, ka ir termostats, kas to visu regulē - tas atrodas hipotalāmā un uztur aptuveni tādu pašu ķermeņa stāvokli, ieskaitot svaru. Un arī ir iespējams paredzēt tā uzvedību – vismaz diezgan ilgā laika periodā, ja vien netiek krasi mainīti eksistences apstākļi, šie uzstādījumi saglabājas diezgan stabili.

Mums nav adekvātu mehānismu, lai novērtētu ķermeņa sadedzinātās kalorijas (mēs nevaram nevienu, kas vēlas zaudēt svaru, ievietot kamerā, kur tiek noteikts patērētās enerģijas daudzums, kā tas tika darīts, lai novērtētu dažādus vingrinājumu veidus - interesanti, kā viņi izmērīja seksa laikā iztērēto kaloriju skaitu ar vai bez gaismas, un saskaņā ar tabulām vērtības ir ļoti vidējas) - bet mēs varam viegli saskaitīt kaloriju skaits, kas nonāk organismā.

Ja svars ir stabils, tad ķermenis pašreizējā daudzumā iztērētās kalorijas tādu pašu summu, kādu viņš saņem. Un mums paliek divi vienkārši varianti - vai nu uzturam kaloriju saturu stabilu, bet cenšamies palielināt/samazināt kaloriju izšķērdēšana, atkarībā no mūsu vajadzībām vai, vienkāršāk sakot, mēs manipulējam ar kaloriju daudzumu, ko varam iegūt ar pārtiku. Tabulas un aprēķinātās vērtības mums palīdz - tās ir izveidotas, lai mēs varētu kaut kā orientēties stratēģijas izvēlē, taču tās nav absolūtas, jo nevar pilnībā paredzēt sarežģītas cilvēka bioloģiskās iekārtas uzvedību.

Patiešām, cik daudz mākslīgās enerģijas ir nepieciešams, lai nodrošinātu cilvēku ar pārtiku?

Ja atceramies, ka pirmatnējie cilvēki pārtikas iegūšanai tērēja tikai savus muskuļu spēkus, un tagad tam pašam mērķim kalpo visspēcīgākais agroindustriālais komplekss, tad var saprast kāda ievērojama speciālista drūmo, pusjokojošu prognozi: “Enerģijas izdevumi būs palielināt, kā saka, no nulles līdz bezgalībai.

Bet bezgalība nav ļoti definēts jēdziens, un tāpēc ir maz ticams, ka kāds būs apmierināts ar tik nepareizu prognozi. Tas nozīmē, ka mums ir vajadzīgs vismaz nosacīts enerģijas aprēķins, kas tuvina mūs patiesībai.

Pat mazi bērni zina, ka rozīnes nerodas no bulciņām, un pašas maizītes neaug kokos. Lai vīnogas kļūtu par rozīnēm, un kviešu graudi maize, viņiem ir jāiziet visa rinda procesi. Tas pats attiecas uz citiem pārtikas produktiem. Un to “pilnveidošanas” rezultātā rūpnīcās, rūpnīcās un rūpnīcās pārtikas enerģijas cenas strauji pieaug. Dažreiz gandrīz desmit reizes, bet parasti piecas. Un, ja, kā uzskata speciālisti, mūsu vidējā ikdienas uzturā 7,5 MJ būtu jānāk no augu izcelsmes pārtikas, tad tās ražošanai ir nepieciešami 37,5 MJ enerģijas, no kuras salīdzinoši neliela daļa (līdz 20%) tiek iztērēta laukā vai aizsargājamā zemē. , bet pārējais nonāk izejvielu rūpnīcā “pārveidošanā”.

Piena un gaļas enerģijas cena ir vēl augstāka.

Atcerieties Dukhaninsky kompleksu: tur bioenerģijas izlaide ir 5,3% vai katram dzīvnieku barības megadžoulam pat lauksaimnieciskās ražošanas stadijā ir nepieciešami aptuveni 20 MJ kopējās enerģijas, tostarp vairāk nekā 5 MJ mākslīgās enerģijas. Turklāt, pārstrādājot gaļas un piena rūpnīcās, tas palielinās 5 reizes. Kopā: viens no divdesmit pieciem. Daudzi cilvēki mīl iebiezināto pienu. Tāpēc ziniet to: ar katru “iebiezinātā piena” kaloriju mēs “apēdam” 25 reizes vairāk enerģijas izmaksu. Apmēram tāda pati situācija ir, teiksim, ar kulinārijas nozares piedāvātajiem gaļas rullīšiem un malto gaļu.

Uztura speciālisti uzskata, ka cilvēkam dienā vajadzētu patērēt 5,5 MJ no dzīvnieku izcelsmes pārtikas. Reizinot šo skaitli ar enerģijas ekvivalentu 25, iegūstam 137,5 MJ – tāda ir enerģijas plūsma, kurai katru dienu kopā ar pienu, gaļu un citiem dzīvnieku izcelsmes produktiem nemanāmi jānonāk katra no mums uz galda. Šajā plūsmā ir arī enerģija, kas tika iztērēta iekārtām, mēslošanas līdzekļiem, ēkām, konstrukcijām, iekārtām, degvielai un materiāliem, kas iztērēta gan tieši lauksaimniecībā, gan citās agrorūpnieciskā kompleksa nozarēs.

Izrādās, ka augu un dzīvnieku barības ražošanai mūsu brokastīm, pusdienām un vakariņām ir nepieciešami 37,5 + 137,5 = 175 MJ kopējās enerģijas, kas ir gandrīz 14 reizes vairāk nekā tas, ko katrs no mums apēd ikdienā. Tas ir 6,0 kg tā sauktās standarta degvielas. Nu, uz vienu cilvēku gadā būs nepieciešams 365 reizes vairāk, tas ir, 2,2 tonnas standarta degvielas (gandrīz 64 tūkstoši MJ). Protams, šīs vērtības nav absolūti precīzas, taču tās ir diezgan piemērotas aprēķiniem. Bet mūsu enerģijas diēta tiek pielāgota atkarībā no īpašiem apstākļiem. Turklāt svarīga ir augu un dzīvnieku barības vielu attiecība tajā. Piemēram, vidēji dienā mēs patērējam 14,2 MJ (3400 kcal), nevis 13 MJ (3160 kcal), tas ir, vairāk nekā saskaņā ar pieņemtajiem starptautiskajiem standartiem. Līdz ar to mums tuvākajā laikā būs jāpalielina nevis kopējais kaloriju saturs dienas deva, bet dzīvnieku barībā esošās enerģijas daļa, kā ieteikuši ārsti.

Tomēr mēs nepārkāpsim pieņemto enerģētikas analīzi un koncentrēsimies uz iegūto standartu 64 tūkstoši MJ uz vienu iedzīvotāju gadā, iepriekš nosakot, ka mežsaimniecība un jūrniecības nozares netiek ņemtas vērā. Mūsu valstī drīzumā būs 284 miljoni, kas nozīmē, ka, lai saražotu pārtiku, lauksaimniecības nozarei gadā nepieciešams kolosāls antropogēnās enerģijas daudzums - 18 triljoni MJ. Bet tas ir tā vērts: galu galā agroindustriālais komplekss rada trešdaļu no nacionālā ienākuma. Protams, ar vienādu īpatnējo energointensitāti visām nacionālā ienākuma daļām ir jāsaglabā enerģētiskā proporcionalitāte.

Kā nodrošināt lauksaimniecības nozari ar enerģiju? Un šeit mēs pārejam pie sava aprēķinu otrā sākuma punkta - PSRS Enerģētikas programmas noteikumiem. Tās galvenā tēze ir: “PSRS enerģētikas programmas īstenošana ir viena no nepieciešamie nosacījumi paātrināt valsts ekonomikas pāreju uz intensīvu attīstības ceļu, būtiski paaugstinās tautsaimniecības nozaru, īpaši agroindustriālā kompleksa, energoresursu pieejamību un veicinās sekmīgu Pārtikas programmas īstenošanu.

Ir lietderīgi atzīmēt, ka padomju varas gados vietējā enerģētikas nozare izgāja trīs galvenos posmus. Sākumā enerģijas bilancē dominēja koksnes kurināmais, lauksaimniecības atkritumi un vilkmes dzīvnieku muskuļu enerģija. Otrajā attīstījās “mineralizācija”. enerģijas bilance ogļu izmantošanas dēļ. Pašreizējo – trešo – posmu raksturo arvien pieaugoša naftas un dabasgāzes izmantošana. Tuvākajā laikā tiek plānota enerģijas bilances “izsmidzināšana” kodoldegvielas izmantošanas paplašināšanas dēļ. Vienlaikus apritē arvien vairāk sāks iesaistīties netradicionālie atjaunojamie enerģijas veidi - saules, ģeotermālā, vēja, biogāzes, ūdeņraža, ūdeņraža slāpekļa u.c. Starp citu, šādu avotu devums tiek lēsts 60- 120 miljardi MJ, un tie ir videi draudzīgākie.

Lai atrisinātu mūsu valsts degvielas un enerģijas problēmas, Enerģētikas programmas īstenošana ir ļoti svarīga. Tas paredz, ka, samazinot īpatnējo enerģijas patēriņa rādītājus, visā tautsaimniecībā var ietaupīt 15,8-17,0 triljonus MJ un pieaugošas kodoldegvielas izmantošanas rezultātā vēl 12-14 triljonus MJ. Programmas analīze ļauj jo īpaši veikt šādus secinājumus. Pirmkārt, kopējais degvielas ietaupījums 27,8-31 triljona MJ apmērā izraisīs energointensitātes samazināšanos visās tautsaimniecības nozarēs, tostarp agroindustriālajā kompleksā. Otrkārt, paātrinās valsts elektrifikācijas tempi, kā rezultātā īpatnējam elektroenerģijas patēriņam nacionālā ienākuma ražošanai nākamajā desmitgadē vajadzētu pieaugt par 5-6% un 20 gadu laikā par aptuveni 15%, lai gan samazināsies visu energoresursu īpatnējais patēriņš tiem pašiem mērķiem. Tas nozīmē, ka lauksaimniecības nozarei ir jāpieskaņojas elektrībai. Treškārt, netradicionālo atjaunojamo energoresursu attīstība tieši skar lauksaimniecības agrozooenerģētikas intereses. Patiesībā lauksaimniecība bieži tiek raksturota kā brīvdabas darbnīca – bez jumta, sienām un grīdas. Šeit spīd Saule, dūko vējš, un zem augsnes burbuļo karstais planētas ķermenis (termālais ūdens). Organisko vielu sadalīšanās dabā notiek kopā ar metāna (biogāzes) izdalīšanos, saules gaismas ietekmē no ūdens izdalās ūdeņradis, un mikroorganismu darbības rezultātā izdalās ūdeņraža slāpeklis (piemēram, amonjaks) .

Šeit un iekšā slēpjas milzīgas rezerves vispārējs gadījums Agroindustriālā kompleksa enerģētikas stratēģijas formula ir vienkārša: mazāk “minerālu” bilances, vairāk elektroenerģijas un atjaunojamās enerģijas. Zinātnieki ar pamatotiem aprēķiniem pierāda un pamato savu viedokli, ka valsts lauksaimniecības nozare noteiktos apstākļos var būt pašpietiekama ar enerģiju, balstoties uz harmonisku lauksaimniecības enerģijas un dabas procesu enerģijas kombināciju. Apspriedīsim, kā to izdarīt, vismaz izmantojot atsevišķus piemērus.

1. lapa

Atlase milzīgs apjoms enerģija kodolpārveidošanās laikā izskaidro arī tā saukto masas defektu. Hēlija atoma kodols, kā jau minēts, sastāv no diviem protoniem un diviem neitroniem. Šo masas samazināšanos sauc par masas defektu.

Sintēzi pavada milzīga enerģijas daudzuma izdalīšanās. Smago elementu atomu kodoli (smagāki par sudrabu) sadalās kodolprocesu laikā, atbrīvojot enerģiju; Vieglo elementu atomu kodoli var apvienoties smagākos, izdalot arī enerģiju. Jo tālāk elementi atrodas no periodiskās tabulas vidus, jo lielāks enerģijas daudzums var izdalīties kodolprocesos. Smago elementu kodolu skaldīšanās ir salīdzinoši labi izpētīta un šobrīd tiek veiksmīgi veikta.

Reakciju pavada milzīga enerģijas daudzuma izdalīšanās. Izdalītās enerģijas daudzuma ziņā 1 kg urāna atbilst 2 miljoniem kg ogļu. Viens neitrons, kas nonāk radioaktīvā elementa masā, izraisa 2 - 3 neitronu parādīšanos, kas savukārt izraisa jaunas kodolreakcijas. Galu galā parādās neitronu lavīna, kas sadala milzīgu skaitu kodolu. Lavīnveidīgo smago kodolu dalīšanās procesu sauc par kodola ķēdes reakciju.

Šo procesu pavada milzīga enerģijas daudzuma izdalīšanās masas defekta dēļ saskaņā ar Einšteina ekvivalences likumu un, pateicoties jaunu neitronu izdalīšanai skaldīšanas procesā, tas ir pašattīstošs, lavīnai līdzīgs, kas radīja to iespējams izmantot atombumbas uzbūvēšanai.

Vulkānu izvirdumus pavada milzīga enerģijas daudzuma izplūde (3.3. tabula), tāpat kā kodolsprādzienu laikā.

Kodolreakciju iezīme ir milzīga enerģijas daudzuma izdalīšanās iegūto daļiņu kinētiskās enerģijas veidā vai starojuma enerģijas veidā. IN ķīmiskās reakcijas enerģija izdalās galvenokārt siltuma veidā. Kodolreakciju enerģija miljoniem reižu pārsniedz ķīmisko reakciju enerģiju. Tas paziņo par atomu kodolu neiznīcināmību ķīmisko reakciju laikā.

Urāna-235 kodolu skaldīšanu pavada milzīga enerģijas daudzuma izdalīšanās - aptuveni 20 000 000 kcal uz 1 g pārveidotā urāna, kas aptuveni atbilst 20 tonnu sprāgstvielas enerģijai. Tas ir pamats urāna-235 izmantošanai tā saukto atombumbu (vai drīzāk kodolbumbu) ražošanā.

235U kodolu skaldīšanu pavada milzīga enerģijas daudzuma izdalīšanās.

Kodola skaldīšanas reakciju pavada milzīga enerģijas daudzuma izdalīšanās. Tas ir līdzvērtīgs 2 miljonu kg augstas kaloriju ogļu sadegšanas reakcijas siltumam.

U235 kodola sabrukšanu pavada milzīga enerģijas daudzuma izdalīšanās: 1 g urāna sabrukšanas laikā izdala tādu pašu enerģijas daudzumu, kādu iegūst, sadedzinot 25 tonnas ogļu. Galvenā enerģijas daļa tiek atbrīvota dalīšanās fragmentu kinētiskās enerģijas veidā. Apmēram 10% no dalīšanās laikā atbrīvotās enerģijas nāk no starojuma.

Vissvarīgākā iezīme Kodolreakcijas ir milzīga enerģijas daudzuma izdalīšanās.

Kodolreakciju vissvarīgākā iezīme ir milzīga enerģijas daudzuma izdalīšanās iegūto daļiņu kinētiskās enerģijas veidā vai starojuma enerģijas veidā. Ķīmiskajās reakcijās enerģija tiek atbrīvota galvenokārt siltuma veidā. Kodolreakciju enerģija miljoniem reižu pārsniedz ķīmisko reakciju enerģiju. Tas izskaidro atomu kodolu neiznīcināmību ķīmisko reakciju laikā.

Kodolreakciju vissvarīgākā iezīme ir milzīga enerģijas daudzuma izdalīšanās iegūto daļiņu kinētiskās enerģijas veidā vai starojuma enerģijas veidā. Ķīmiskajās reakcijās enerģija tiek atbrīvota galvenokārt siltuma veidā.

Ar cilvēka saražoto elektroenerģiju var pietikt mobilā tālruņa uzlādēšanai. Mūsu neironos ir pastāvīgs spriegums, un atšķirību starp dzīvību un nāvi var noteikt pēc encefalogrammas elektriskajiem viļņiem.

Ārstēšana ar dzeloņrajām

Kaut kā iekšā Senā Roma Bagāta arhitekta un topošā ārsta dēls Klaudijs Galens pastaigājās gar Vidusjūras krastu. Un tad viņa acis pavērās ļoti dīvains skats - viņam pretī soļoja divi tuvējo ciematu iedzīvotāji, kuriem galvā bija piesietas elektriskās stintes! Šādi vēsture apraksta pirmo zināmo fizikālās terapijas izmantošanas gadījumu ar dzīvās elektrības palīdzību. Metodi ņēma vērā Galēns utt neparastā veidā viņš izglāba gladiatorus no sāpēm pēc ievainojuma un pat izdziedināja paša imperatora Marka Antonija sāpošo muguru, kurš drīz pēc tam iecēla viņu par savu personīgo ārstu.

Pēc tam cilvēks vairāk nekā vienu reizi saskārās ar neizskaidrojamu "dzīvās elektrības" fenomenu. Un pieredze ne vienmēr bija pozitīva. Tā reiz, lielo ģeogrāfisko atklājumu laikmetā, pie Amazones krastiem eiropieši sastapās ar vietējiem elektriskajiem zušiem, kas ūdenī radīja elektrisko spriegumu līdz 550 voltiem. Bēdas tam, kurš nejauši iekrita trīs metru nogalināšanas zonā.

Elektrība katrā

Taču zinātne pirmo reizi pievērsa uzmanību elektrofizikai, pareizāk sakot dzīvo organismu spējai ražot elektrību, pēc ļoti smieklīga atgadījuma ar varžu kājas XVIII, kas vienā vētrainā dienā kaut kur Boloņā sāka raustīties no saskares ar dzelzi. Iegāja miesnieka veikalā par Franču delikatese, Boloņas profesora Luidži Galvatti sieva, ieraudzīja šo briesmīgo attēlu un pastāstīja par to savam vīram ļaunie gari, kas plosās blakus. Bet Galvatti to aplūkoja no zinātniskā viedokļa, un pēc 25 gadu smaga darba tika publicēta viņa grāmata “Traktāti par elektrības spēku muskuļu kustībā”. Tajā zinātnieks vispirms norādīja, ka elektrība pastāv katrā no mums, un nervi ir sava veida "elektriskie vadi".

Kā tas strādā

Kā cilvēks ražo elektrību? Tam ir daudz iemeslu bioķīmiskie procesi kas notiek tālāk šūnu līmenis. Mūsu ķermenī ir daudz dažādu ķīmiskās vielas– skābeklis, nātrijs, kalcijs, kālijs un daudzi citi. Viņu reakcijas savā starpā rada elektrisko enerģiju. Piemēram, “šūnu elpošanas” procesā, kad šūna atbrīvo enerģiju, kas iegūta no ūdens, oglekļa dioksīda utt. Tas, savukārt, tiek nogulsnēts īpašos ķīmiskos augstas enerģijas savienojumos, sauksim tos par "krātuvēm", un pēc tam tiek izmantots "pēc vajadzības".

Bet tas ir tikai viens piemērs – mūsu organismā notiek daudz ķīmisku procesu, kas ražo elektrību. Katrs cilvēks ir īsts spēks, un to var izmantot ikdienas dzīvē.

Vai mēs ģenerējam daudz vatu?

Cilvēka enerģija kā alternatīvs enerģijas avots jau sen vairs nav zinātniskās fantastikas rakstnieku sapnis. Cilvēkiem ir lielas izredzes būt elektrības ģeneratoriem, to var radīt gandrīz jebkura mūsu darbība. Tātad, no vienas elpas var iegūt 1 W, un pietiek ar mierīgu soli, lai darbinātu 60 W spuldzi, un ar to pietiks tālruņa uzlādēšanai. Tātad cilvēks burtiski pats var atrisināt problēmu ar resursiem un alternatīvajiem enerģijas avotiem.

Atliek tikai iemācīties nodot enerģiju, ko mēs tik bezjēdzīgi iztērējam, “kur tas ir vajadzīgs”. Un pētniekiem jau ir priekšlikumi šajā sakarā. Tādējādi tiek aktīvi pētīta pjezoelektrības ietekme, kas rada spriedzi no mehāniskas darbības. Pamatojoties uz to, tālajā 2011. gadā Austrālijas zinātnieki piedāvāja datora modeli, kas tiktu uzlādēts, nospiežot taustiņus. Korejā viņi izstrādā tālruni, kas tiks uzlādēts no sarunām, tas ir, no skaņas viļņiem, un Džordžijas Tehnoloģiju institūta zinātnieku grupa ir izveidojusi no cinka oksīda izgatavota "nanoģeneratora" darba prototipu, kas ir implantēts cilvēka ķermenī un ģenerē strāvu no katras mūsu kustības.

Bet tas vēl nav viss, lai palīdzētu saules paneļiem dažās pilsētās iegūt enerģiju no sastrēgumstundām, precīzāk, no vibrācijām, kad gājēji un automašīnas iet, un pēc tam to izmantos, lai apgaismotu pilsētu. Šo ideju ierosināja Londonas arhitekti no firmas Facility Architects. Viņi saka: “Sastrēgumu laikā Viktorijas staciju 60 minūtēs izbrauc 34 000 cilvēku. Nav nepieciešams matemātisks ģēnijs, lai saprastu, ka, ja jūs varat izmantot šo enerģiju, tas patiesībā var izrādīties ļoti noderīgs avots enerģija, kas šobrīd tiek izniekota." Starp citu, japāņi šim nolūkam jau izmanto turniketus Tokijas metro, caur kuriem katru dienu iziet simtiem tūkstošu cilvēku. Galu galā dzelzceļi ir Uzlecošās saules zemes galvenās transporta artērijas.

"Nāves viļņi"

Starp citu, dzīvā elektrība ir cēlonis daudzām ļoti dīvainām parādībām, kuras zinātne joprojām nespēj izskaidrot. Iespējams, slavenākais no tiem ir "nāves vilnis", kura atklāšana noveda pie jauna posma debatēs par dvēseles esamību un "nāvei tuvu pieredzes" raksturu, par ko dažreiz ziņo cilvēki, kuri ir piedzīvojuši klīnisko nāvi. .

2009. gadā vienā no Amerikas slimnīcām tika paņemtas encefalogrammas deviņiem mirstošiem cilvēkiem, kurus tobrīd vairs nevarēja glābt. Eksperiments tika veikts, lai atrisinātu ilgstošu ētisku strīdu par to, kad cilvēks patiešām ir miris. Rezultāti bija sensacionāli – pēc nāves burtiski uzsprāga visu subjektu smadzenes, kurām jau vajadzēja būt nogalinātām – tajās radās neticami spēcīgi elektrisko impulsu uzliesmojumi, kādi dzīvam cilvēkam vēl nebija novēroti. Tās notika divas līdz trīs minūtes pēc sirds apstāšanās un ilga aptuveni trīs minūtes. Iepriekš līdzīgi eksperimenti tika veikti ar žurkām, kuros tas pats sākās minūti pēc nāves un ilga 10 sekundes. Zinātnieki šo fenomenu fatāliski nodēvējuši par “nāves vilni”.

Zinātniskais "nāves viļņu" skaidrojums ir radījis daudzus ētiskus jautājumus. Saskaņā ar vienu no eksperimentētājiem, Dr Lakhmir Chawla, šādus smadzeņu darbības uzliesmojumus var izskaidrot ar to, ka skābekļa trūkuma dēļ neironi zaudē elektrisko potenciālu un izlādējas, izdalot impulsus "lavīnai". “Dzīvie” neironi pastāvīgi atrodas zem neliela negatīva sprieguma - 70 minivoltu, kas tiek uzturēts, atbrīvojoties no pozitīvajiem joniem, kas paliek ārpusē. Pēc nāves līdzsvars tiek izjaukts, un neironi ātri maina polaritāti no “mīnus” uz “plus”. Līdz ar to "nāves vilnis".

Ja šī teorija ir pareiza, "nāves vilnis" encefalogrammā novelk šo netveramo robežu starp dzīvību un nāvi. Pēc tā neirona darbību nevarēs atjaunot organisms vairs nevarēs uztvert elektriskos impulsus. Citiem vārdiem sakot, ārstiem vairs nav jēgas cīnīties par cilvēka dzīvību.

Bet ko darīt, ja paskatās uz problēmu no citas puses? Iedomājieties, ka "nāves vilnis" ir smadzeņu pēdējais mēģinājums nodrošināt sirdij elektrisko izlādi, lai atjaunotu tās darbību. Šajā gadījumā “nāves viļņa” laikā nevajadzētu salocīt rokas, bet gan izmantot šo iespēju, lai glābtu dzīvības. Tā saka reanimācijas ārsts Lenss-Bekers no Pensilvānijas universitātes, norādot, ka ir bijuši gadījumi, kad cilvēks “atdzīvojās” pēc “viļņa”, kas nozīmē, ka spilgts elektrisko impulsu uzplūds cilvēka organismā, un pēc tam kritums, vēl nevar uzskatīt par pēdējo slieksni.

Pirmā pilnvērtīga uztura prasība ir vajadzīgā enerģijas piegāde, kas izdalās trīs galveno makroelementu oksidācijas procesā. barības vielas: ogļhidrāti, tauki un olbaltumvielas. Enerģija tiek izteikta kilokalorijās (kcal), vai uzturvielu kalorijas(saīsināti kā Kal, ar lielo K burtu); viena kilokalorija atbilst siltumenerģijas daudzumam, kas nepieciešams, lai uzsildītu 1,0 kg ūdens no 15 līdz 16 C. Atgādināsim, ka tās pašas vienības izmanto, aprēķinot standarta brīvās enerģijas izmaiņas vielmaiņas reakciju laikā (14.4. sadaļa).

Tabulā 26-3 parāda departamenta piedāvātos pārtikas produkti un uztura ikdienas enerģijas vajadzības dažāda vecuma cilvēkiem. Studentu vecuma jauniešiem enerģijas nepieciešamība ir ~ 2900 kcal/dienā, tāda paša vecuma sievietēm ~ 2100 kcal/dienā. Jaundzimušajiem, bērniem un vecākiem cilvēkiem parasti ir nepieciešams mazāk enerģijas. Dotās vērtības var salīdzināt ar enerģijas daudzumu, kas nepieciešams, lai uzturētu bazālo vielmaiņu, t.i., ar enerģijas daudzumu, kas ķermenim nepieciešams pilnīgas atpūtas stāvoklī 12 stundas pēc ēšanas (25. nodaļa).

Nacionālās Zinātņu akadēmijas un Nacionālās pētniecības padomes tabula un uzturs

Koledžas vecuma vīriešiem bazālās vielmaiņas vajadzības ir ~ 1800 kcal/dienā, tāda paša vecuma sievietēm ~ 1300 kcal/dienā. Acīmredzot ieteikumos parādās liels enerģijas daudzums ikdienas uzturs uzturs tiek skaidrots ar nepieciešamību veikt fizisku darbu. Tabulā 26-4 parāda enerģijas patēriņu plkst dažādi veidi fiziskais darbs.

Enerģijas daudzumu, kas izdalās ogļhidrātu, tauku un olbaltumvielu oksidēšanās rezultātā, var noteikt, sadedzināt zināma svara paraugus skābekļa atmosfērā bumbas kalorimetra iekšpusē un nosakot kopējo izdalītā siltuma daudzumu (26-1. attēls). Dedzinot tīros ogļhidrātus, izdalās vidēji 4,2 kcal/g, sadedzinot taukus ~ 9,5 kcal/g, olbaltumvielas ~ 4,3 kcal/g (26.-5.tabula). Tādos pārtikas produktos kā maize, kartupeļi, gaļa, augļi u.c. kaloriju saturu var noteikt arī, sadedzinot tos bumbas kalorimetrā. Tajā pašā laikā šo vērtību var iegūt aprēķinos, ja ogļhidrātu, tauku un olbaltumvielu saturu pārtikas produkta paraugā nosaka, izmantojot ķīmisko analīzi un iegūtos svarus reizina ar atbilstošajiem kaloriju koeficientiem, kas norādīti tabula. 26-5. Organismā oksidējoties produkti, kurus var pilnībā sagremot un absorbēt, nodrošina tādu pašu siltuma daudzumu kā oksidējoties kalorimetrā. Kalorimetri un organismā izdalītās enerģijas daudzumu identitāti apstiprinājuši pētījumi, kas veikti ar cilvēkiem, kas ievietoti ļoti lielā kalorimetrā.

26-3 tabula. Ikdienas prasība enerģētikā (Nacionālās Zinātņu akadēmijas Pārtikas un uztura nodaļas un Nacionālās pētniecības padomes ieteikumi, 1980)

Tā kā cilvēka ķermenis jebkuros apstākļos pakļaujas termodinamikas likumiem, nav “burvju” uztura, kas varētu apiet enerģijas nezūdamības likumu.

26-4 tabula. Enerģijas prasības dažāda veida aktivitātēm

Kalorijas ir kalorijas.

Tagad aplūkosim divu no trim galvenajām uzturvielām, kas nodrošina organismu ar enerģiju: ogļhidrātiem un taukiem.

Rīsi. 26-1. Kalorimetra bumbas princips, kas paredzēts pārtikas kaloriju satura mērīšanai. Zināma svara pārtikas produkta paraugs tiek aizdedzināts ar elektrisko izlādi pārmērīga skābekļa atmosfērā zem spiediena bumbas iekšpusē, kas var izturēt augstspiediena. Pārtikas sadegšana izraisa zināma ūdens daudzuma temperatūras paaugstināšanos, kas aizpilda telpu ap bumbu. Pārtikas sadegšanas laikā izdalītā siltuma daudzumu var viegli aprēķināt, ņemot vērā, ka 1 kg uzsildīšanai nepieciešams 1 kcal. ūdens par 1 C no 14,5 līdz 15,5 ° C.

Cilvēka ķermeņa radītā siltuma daudzuma mērīšanai tiek izmantoti ļoti lieli kalorimetri ar slēgtu kameru, kuros notiek skābekļa apmaiņa un

26-5 tabula. Galveno nišas produktu kaloriju saturs

A. Ogļhidrāti kalpo kā galvenais enerģijas avots

Ogļhidrāti paši nav būtiskas sastāvdaļas cilvēku pārtika, tomēr, tā kā ar ogļhidrātiem bagāti pārtikas produkti ir pieejamāki un lētāki nekā pārtikas produkti, kas satur lielu daudzumu olbaltumvielu un tauku, lielākajā daļā valstu tie veido lielāko daļu pārtikas. Četras piektdaļas pasaules iedzīvotāju ēd galvenokārt augu pārtika, un ogļhidrāti veido vismaz 70° 0 un dažreiz 90% no šādas pārtikas kopējā kaloriju satura. Attīstītajās valstīs, kur iedzīvotāji patērē salīdzinoši lielu daudzumu gaļas un piena produktu, ogļhidrāti veido tikai 45% no ikdienas uztura kaloriju satura.

Rīsi. 26-2. Diētu maiņa Amerikas Savienotajās Valstīs. A. Diēta 1910. gadā. B. Mūsdienu diēta. B. Diēta atbilstoši nesen formulētiem ieteikumiem, norādot optimāla attiecība noguldījumi dažādi produkti ierakstiet kopējā kaloriju saturā.

Amerikas Savienotajās Valstīs koledžas vecuma vīrieši katru dienu patērē apmēram 400 g ogļhidrātu.

Attīstītajās valstīs vairāk nekā 40% no uzņemtā ogļhidrātu veido saharoze un citi rafinēti cukuri, galvenokārt glikoze un fruktoze, pārējo daļu veido ciete. Mazāk apdzīvotās valstīs saharozi patērē ļoti mazos daudzumos, galvenokārt kā ogļhidrātus. Pirms divsimt gadiem, kad industriālā revolūcija tikai sākās, viena cilvēka ikdienas patērētais cukura daudzums Anglijā bija tikai 5 g, tagad šis daudzums pārsniedz 200. Līdzīgas izmaiņas ir notikušas arī ASV (26.-2. att.); . Jebkuras valsts attīstību pavada pārtikā patērētās saharozes daudzuma pieaugums. Viens no iemesliem ir saharozes pieejamība un lētums salīdzinājumā ar citiem ogļhidrātiem šajās valstīs 1981. gada novembrī cukura mazumtirdzniecības cena ASV bija 34 centi par mārciņu, šī summa ir līdzvērtīga 1880 kcal, t.i., vairāk nekā 60. % no ikdienas kaloriju nepieciešamības koledžas vecuma vīriešiem. Ir zināms, ka cukurniedrēm un bietēm pēc kaloriju satura ir nepieciešams mazāks sējums nekā līdzvērtīgam kartupeļu un graudaugu daudzumam. Cukurniedres ir viens no produktīvākajiem lauksaimniecības augiem.

Šajā sakarā starp ekonomiku Lauksaimniecība Un pareizu uzturu var rasties konflikts, jo saharozei un citiem cukuriem ir nelabvēlīga ietekme uz zobiem (26.25. sadaļa).

Saldus ēdienus bieži ēd sava prieka pēc, daži cilvēki pat nevar iztikt bez saldumiem. Iespējams, ka tieksme pēc saldumiem ir no zīdaiņa vecuma saglabātās vēlmes remdēt izsalkuma sajūtu (cukura saturs cilvēka pienā ir divreiz augstāks nekā govs pienā). Daudzas dzīvnieku sugas dod priekšroku arī saldumiem; tajā pašā laikā dažas sugas pret to ir vienaldzīgas vai pat izvairās no saldumiem.

b. Arvien biežāk tiek izmantoti nekaloriju cukura aizstājēji

Mākslīgais cukura aizstājējs - saharīns (26.-3. att.) - tiek izmantots jau daudzus gadus, lai samazinātu kaloriju saturu uzturā pacientiem, kuri cieš no cukura diabēta un aptaukošanās, bez acīmredzama. kaitīgās sekas pacientu veselībai. Tomēr 1969. gadā tika konstatēts, ka, izbarojot žurkām ļoti lielas devas tas var būt kancerogēns. Pēc tam saharīna izmantošana “diētisko” dzērienu un ēdienu gatavošanā kļuva par diskusiju objektu. Tomēr, tā kā saharīna kā cukura aizstājēja priekšrocības ir acīmredzamas un ar tā kancerogenitāti saistītais risks cilvēkiem ir salīdzinoši neliels, to turpina izmantot “diētisko” dzērienu gatavošanā. Cits sintētiskais nekaloriju cukura aizstājējs - nātrija ciklamāts (26.-3.att.) - dzīvniekiem konstatēto izteiktāku kancerogēno īpašību dēļ tika aizliegts ēdiena gatavošanā.

Pašlaik tiek pieliktas pūles, lai atrastu jaunus, netoksiskus cukura aizstājējus. Viena no šajā virzienā detalizēti pētītajām vielām ir aspartāms (26.-3.att.) – dipeptīda aspartilfenilalanīna metilesteris. Tā kā tā molekula satur divus aminoskābju atlikumus, kas atrodami parastajos proteīnos, tiek uzskatīts, ka tai nevajadzētu būt toksiskai.

Rīsi. 26-3. Cukura aizstājēji bez kalorijām. To relatīvā salduma novērtējums ir dots tabulā. 26-6. Dažiem cilvēkiem saharīna garša ir rūgta, kas var būt saistīts ar ģenētiskām garšas uztveres atšķirībām.

Pārtikas un zāļu pārvalde ir apstiprinājusi aspartāma lietošanu dažos komerciāli pieejamos pārtikas produktos. Vēl viens cukura aizstājēja lomas kandidāts ir monelīns, olbaltumviela (molekulmasa 11 000), kas iegūta no Āfrikas serendipijas ogas. Šī proteīna saldums uz svara vienību ir 2000 reižu lielāks nekā saharozes saldums (26.-6. tabula). Salda garša monelīns ir saistīts ar tā polipeptīdu ķēdes telpiskās struktūras specifisko iezīmi.

Karsējot vai citādi denaturējot, monelīns zaudē savu saldumu.

26-6 tabula. Dažu cukuru un nebarojošu cukura aizstājēju relatīvais saldums (salīdzinājumā ar saharozi)

V. Tauki nodrošina ķermeni ar kalorijām un būtiskām taukskābes

Triacilglicerīni veido aptuveni 98% no kopējā lipīdu daudzuma pārtikā; atlikušie 2% ir fosfolipīdi, holesterīns un tā esteri. Plkst telpas temperatūra Dzīvnieku izcelsmes triacilglicerīniem, kas satur salīdzinoši lielu piesātināto taukskābju daudzumu, parasti ir cieta konsistence. Kas attiecas uz augu izcelsmes triacilglicerīniem, kas satur salīdzinoši daudz nepiesātināto taukskābju, tie parasti ir šķidri istabas temperatūrā. Abu veidu triacilglicerīnu oksidēšanas laikā uz 1 svara vienību izdalītās enerģijas daudzums vairāk nekā 2 reizes pārsniedz ogļhidrātu oksidēšanās laikā izdalītās enerģijas daudzumu (26.-5.tabula). Tā kā tauki parasti tiek saglabāti un sagremoti kuņģī lēnāk nekā ogļhidrāti, tie veicina sāta sajūtu labāk nekā ogļhidrāti.

Eksperimenta dzīvnieki nespēj sintezēt linolskābes un linolēnskābes (21.6. sadaļa), tāpēc tās jāiegūst no uztura. Cilvēkiem parasti netrūkst neaizstājamo taukskābju, jo šīs skābes lielos daudzumos ir atrodamas daudzos augu produktos, zivīs un mājputnu gaļā. Gaļas un piena produktos to saturs ir daudz mazāks. Linolskābe(26.-4. att.) organismam ir nepieciešams, jo tas kalpo kā arahidonskābes prekursors (21.6. sadaļa), kas savukārt pilda prostaglandīnu un tromboksānu prekursora lomu (25.23. sadaļa).

Attīstīto valstu iedzīvotāju uzturā kopā ar liela summa No rafinētajiem cukuriem nozīmīgu vietu ieņem tauki, īpaši dzīvnieku izcelsmes tauki (26.-2. att.). Tiek uzskatīts, ka tieši tas ir saistīts ar aterosklerozes, koronāro sirds slimību un cerebrovaskulāro negadījumu biežuma pieaugumu augsti attīstīto valstu iedzīvotāju vidū. Aterosklerozes gadījumā lipīdu nogulsnēšanās notiek artēriju intimā, kas izraisa asinsrites ierobežojumus.

Rīsi. 26-4. Neaizstājamās taukskābes. Zīdītājiem nav fermentu, kas spētu katalizēt dubultsaites veidošanos pozīcijā, tāpēc tiem linolskābe un linolēnskābe jāiegūst no augu pārtikas. Šīs skābes ir nepieciešamas kā prekursori citu polinepiesātināto taukskābju veidošanai audos, jo īpaši arahidonskābes un citas 20 atomu polinepiesātinātās taukskābes, kas savukārt kalpo kā prostaglandīnu prekursori. Maziem bērniem neaizstājamo taukskābju trūkums var izraisīt ekzēmas attīstību.

Gadījumos, kad lipīdu nogulsnes aizsprosto sirds vai smadzeņu asinsvadus, attīstās attiecīgi koronārā sirds slimība vai insults; miokarda vai smadzeņu audi mirst skābekļa trūkuma dēļ (26.-5. att.).

Dzīvnieku taukiem ir divas sastāvdaļas, kas var veicināt aterosklerozi – piesātinātās taukskābes un holesterīns, taču daži zinātnieki apstrīd statistiku, kas apstiprina šo viedokli. Lielākā daļa dzīvnieku tauku, jo īpaši tauki no gaļas, piena un olām, satur salīdzinoši lielu daudzumu piesātināto un zemu nepiesātināto taukskābju daudzumu (26-7. tabula), izņemot vistas un zivju eļļas.

Tabula 26-7. Tipisku dzīvnieku un augu tauku taukskābju sastāvs

Gluži pretēji, augu tauki ir ļoti bagāti ar polinepiesātinātajām taukskābēm. Kaloriju satura ziņā piesātināto un nepiesātināto tauku vērtība ir aptuveni vienāda, tomēr liela piesātināto dzīvnieku tauku lietošana kopā ar nelielu daudzumu polinepiesātināto tauku var izraisīt augsta blīvuma lipoproteīnu koncentrācijas samazināšanos asinīs un zema blīvuma lipoproteīnu koncentrācijas palielināšanās daudziem (bet ne visiem) cilvēkiem (12.8. sadaļa), kā arī kopējā holesterīna līmenis.

Rīsi. 26-5. Ateroskleroze ir pakāpeniska maza diametra artērijas lūmena samazināšanās lipīdu nogulšņu augšanas dēļ. Fotogrāfijās ir redzami šķērsgriezumi no: normālas artērijas (A), artērijas, kurā veidojas lipīdu nogulsnes (B), artērijas ar sablīvētām nogulsnēm (C) un artērijas, kuras lūmenu pilnībā bloķē asins receklis (D).

Pastāv korelācija starp koronāro sirds slimību sastopamību, no vienas puses, un zemu augsta blīvuma lipoproteīnu koncentrāciju un augstu zema blīvuma lipoproteīnu, kā arī kopējā holesterīna koncentrāciju, no otras puses. Tāpēc tos ieteicams saturēt gaļā, olās, pienā, sviests un siers daļēji aizstāj dzīvnieku izcelsmes taukus augu tauki, kas bagāts ar polinepiesātinātajām taukskābēm. Ir arī lietderīgi sviesta vietā izmantot margarīnu, jo to iegūst, daļēji hidrogenējot augu eļļas (12.2. sadaļa). Var kontrolēt hidrogenēšanas procesu, kas palielina šo eļļu piesātinājuma pakāpi. Piemēram, ir “mīkstais” margarīns, kuram ir augstāka uzturvērtība salīdzinājumā ar “cieto” margarīnu, jo tajā ir vairāk polinepiesātināto tauku (26.-7. tabula). Kas attiecas uz holesterīnu, dažiem cilvēkiem tas ietekmē asins lipoproteīnu attiecību.

Rīsi. 26-6. Holesterīns. Holesterīna esteros hidroksilgrupa (sarkanā krāsā) ir esterificēta ar garās ķēdes taukskābēm.

Ievērojamos daudzumos tas ir atrodams dzīvnieku izcelsmes produktos, īpaši olas dzeltenums, sviestu un gaļu, savukārt in augu produkti viņš tur nav. Tipiskā ASV diētā holesterīna dienas deva ir 600-800 mg, galvenokārt tāpēc olu dzeltenumi. Holesterīns tiek sintezēts no acetil-CoA (21.16. sadaļa), un to var izvadīt tikai pārvēršoties par žults sāļiem, kas savukārt izdalās no zarnām salīdzinoši lēni. Ja pārtikā ir daudz holesterīna, tad tā saturs asinīs palielinās, bet tiek kavēta sintēze. Ir līdzsvarots līdzsvars starp holesterīna daudzumu, kas tiek absorbēts zarnās, sintezēts audos un izvadīts no organisma. Pacientiem ar koronāro sirds slimību bieži tiek ieteikta diēta ar zemu holesterīna līmeni, kurā piesātinātos taukus daļēji aizstāj ar polinepiesātinātajiem taukiem. Tomēr, ņemot vērā to, ka koronāro sirds slimību attīstība ir atkarīga no ģenētiskiem faktoriem, kā arī smēķēšanas un hipertensijas, diēta ar zemu dzīvnieku tauku un holesterīna saturu palīdz ne visiem pacientiem. Šķiet, ka aterosklerozei ir sarežģīta izcelsme un tā ir uzņēmīga pret dažādi cilvēki savādāk. Nav šaubu, ka pārtikas sastāvs ietekmē šīs slimības attīstību, taču, iespējams, vislabāk ir piedzimt ar labiem gēniem.