Страница 88 из 119
Теперь вопрос: откуда же берется в нашем теле тепло? Как оно образуется в результате разных химических превращений? После того, что вы слышали от меня о химических процессах в теле животного, для вас должно быть ясно, что основной химический процесс, идущий постоянно в теле, - окисление, т. е медленное горение. Доказывается это очень просто тем, что если вы возьмете все вещества, входящие в организм, определите их состав и количественное отношение к ним кислорода и затем сравните с ними вещества, выбрасываемые организмом: мочевину, угольную кислоту, воду и пр., то вы увидите, что главная разница та, что в группе вышедших веществ кислорода относительно гораздо больше, чем было раньше. Отсюда понятно, что источником тепла в теле животного является окисление.
Естественно, что первой научной задачей, чрезвычайно суще ственного значения, было определить, какое существует отно шение между энергией, полученной животным в виде пищи, и тор энергией, какую оно производит. Другими словами, нужно было определить, подчиняются ли живые организмы общему закону природы, закону постоянства энергии, по которому следует, что энергия не образуется вновь и не исчезает, а только превращается из одних форм в другие. После исследований оказалось, что этому закону подчиняются и живые организмы; они, таким образом, входят в общую раму природы - очень существенный пункт, фундаментальная истина естествознания.
Доказано это было с всевозможной точностью, какую только можно желать. Вся энергия поступает в организм в виде пищи, значит, в виде химических средств, химической энергии, и ее можно вычислить, для чего надо только сжечь эти вещества, уловить всю теплоту, скрытую в них, и измерить ее. Вы знаете из физики, что это сделать можно. Итак, физиолог прежде всего должен определить температуру сжигания тех веществ, которые поступают в организм в виде пищи. Теперь уже знают, сколько получится тепла, если все принимаемые в виде пищи вещества сжечь, т. е. разложить химически до последней степени.
Дальше, вы можете животное посадить в калориметр на часы и даже на дни, и в калориметре вся энергия, производимая животным, будет определяться температурой. Стоит только вам все это выделившееся тепло уловить и измерить, и вы будете знать все данные, определите всю энергию, потраченную животным. Понятно, что когда человек сидит в калориметре, то вся энергия, им производимая, будет итти на нагревание калориметра. Если человек будет сидеть, то он будет нагревать воду калориметра теплотой своего тела, когда он будет шевелиться или ходить, то его механическая работа опять-таки перейдет в тепловую, потому что все движения сведутся на трение, на сопротивление. Раз вы всю теплоту калориметра уловите, то вы будете знать всю энергию, какую произвел человек в форме тепловой энергии.
Следовательно, сопоставляя ту энергию, которую человек ввел в себя в виде пищи, с тою, которую он отдал в виде тепла, вы будете иметь возможность исследовать соотношение между принятой энергией и произведенной и определите существующий здесь баланс. Тут, конечно, должно быть еще одно добавочное исследование. Человек освобождает химическую энергию, разлагая вещества, окисляя их. Но он их окисляет и разлагает не до такой степени, до какой они разлагаются при сжигании. Поэтому из температуры сжигания надо вычесть ту энергию, которая остается в отбросах пищи, и с полученную таким путем температурой уже сравнивать температуру калориметра. Другими словами, отбросы надо сжечь до последней степени окисления и полученную температуру вычесть из всего количества тепла, которое могли бы дать введенные пищевые вещества. Тогда, если вы сделаете такую поправку, как подтверждают исследования, закон постоянства энергии вполне оправдывается и в отношении живых организмов. Сколько человек принял энергии в съеденной пище, столько же он ее и вызелит в калориметре. Цифры сходятся лишь с небольшими погрешностями, которые неизбежны при определениях тепла.
Понятно, что, помимо валового определения энергии, дальше следует детальное определение того, сколько энергии находится в каждом роде пищи. Оказалось, что больше всего энергии заключают в себе жиры, затем белки и, наконец, углеводы. Белки содержат больше энергии, чем сколько ее берет человек, так как они не сжигаются до последней степени окисления. Подробности этого вопроса будут сообщены вам на лекциях физиологической химии.
Затем я обращаюсь к частным явлениям. Основной источник температуры - химический процесс окисления. Но где же окисление происходит? Очевидно, в каждом пункте тела, но с различной интенсивностью. Есть ткани, в которых производство тепла настолько небольшое, что до сих пор еще и не уловлено. К таким тканям относятся нервыC другой стороны, есть органы, где производство тепла так велико, что его можно определить чуть ли не наощупь, рукой. Это - мышцы. Затем, за мышцами, и,гут железы, и между ними первое место занимает печень. А за ними следуют другие ткани, где процесс выработки тепла гораздо меньше.
Таким образом организм, в силу общего процесса окисления, внутри себя вырабатывает тепло, которое и разносится с кровью по всему телу. Тепло, значит, отовсюду забирается кровью, распределяется по телу, и температура тела благодаря этому выравнивается. Хотя все ткани не одинаково вырабатывают тепло, но кровь все уравнивает, и та температурная разница, которая всетаки наблюдается, есть лишь ничтожный остаток той разницы, которая существует между тканями по количеству вырабатываемого ими тепла.
Итак, небольшая разница существует. Этим и объясняется, что печень - самый горячий из всех внутренних органов.
Вы знаете теперь, откуда берется тепло и как оно выравнивается в теле. Но ведь жизнь есть постоянный химический процесс, а поэтому возникает вопрос: куда же девается тепло, постоянно вырабатываемое организмом? Главная, постоянная статья расхода тепла - потеря тепла с кожи в окружающий воздух через теплоотдачи - теплоизлучение и теплоиспарение. Затем, конечно, часть тепла идет на нагревание принимаемой холодной пищи, часть тепла уходит при дыхании вместе с угольной кислотой и водяными парами.
Дальше поднимается существенный вопрос, касающийся одних теплокровных животных: каким образом они удерживают постоянную температуру? Вы знаете, что постоянство температуры у теплокровных весьма значительное: они всю жизнь показывают одинаковую температуру. У людей, например, температура держится в пределах 37-37.5°. to Колебания, которые бывают при норме, не достигают и одного градуса, а сводятся на десятые доли градуса. Только в болезненных состояниях температура значительно уклоняется от постоянной нормы. Что касается до всех теплокровных, то между отдельными видами их разница в температуре бывает большая. Так, например, у птиц температура достигает 43° и даже 44°, до т. е. у них она в норме такая, какая у человека не бывает и при болезненном состоянии, такая. при которой он совсем не может жить.
Итак, теплокровные животные хактеризуются постоянным уровнем общего нагрева тела. Смысл постоянства температуры для организма, постоянной регуляции теплоты ясен. Ведь организм есть место непрерывных химических превращений, и жизнь есть неустанный химический процесс, вы знаете, до какой степени химическая реакция зависит от тепла. Вы сами всегда, для того чтобы реакция шла скорее, суете пробирку в пламя, и вам этот факт необходимости тепла для химических превращений знаком. В этом чрезвычайно легко убедиться и на грубых примерах из животного мира. Возьмите ту же лягушку и сравните ее в летнее время, когда она имеет сравнительно высокую температуру, и в зимнее, когда она имеетемпературу очень низкую Какая она летом живая, как она тонко приспособляется к окружающему миру! А зимой она лежит комком, и вся жизненная деятельность в ней сокращается. Видите, какую огромную роль для жизни играет тепло. Затем, всем вам известно, как влияет на человека сильное охлаждение или перегревание. Большое понижение температуры тела ведет к прекращению жизненных явлений и к смерти. Охладите человека с 37° 70 до 25°, и он станет почти деревянным. Наоборот, при повышении температуры различные жизненные процессы чрезвычайно усиливаются. Наконец имеются и точные опыты, указывающие, что основной химический процесс - окисление - страшно зависит от температуры. Вы можете поставить опыты и на холоднокровных и на теплокровных животных, причем последних нужно для этого известным образом оперировать.