Родион Кузнецов - Медицина, которой нет

5) Преобразование частот. Благодаря более длительному времени прохождения нервного импульса через синапс сигнал может полноценно передаваться по нервам с разными частотными характеристиками. Полноценная передача сигнала возможна с нервного волокна, имеющего более высокую частоту, на волокно, имеющее более низкую частоту.

Хочу еще раз обратить ваше внимание, что нервный импульс, и электрический заряд в данном контексте это одно и то же.

Вставочный нейрон. Я уже упомянул, что для усиления сигнала из центральных структур, подается дополнительный импульс напрямую от рецепторов. Эту функцию несут на себе вставочные нейроны. Это просто дополнительные нервные волокна между периферическими чувствительными и двигательными структурами.

Ретикулярная формация. Еще одно гениальное изобретение природы. Функция этой структуры заключается в торможении избыточной импульсации. Защита мозга от избытка энергии. Здесь происходит переключение с одного нерва на другой. Здесь идут обратные импульсы для гашения избыточных. Это своего рода сетевой фильтр, но, работающий намного эффективнее и интереснее.

Я объединю по функциональным свойствам подкорковые и корковые структуры. Так как их функции схожи. Это конечные точки получения импульсов с периферии, соединение между собой, и посыл импульсов на периферию. Описание выглядит скупо, но это настолько грандиозные процессы, что ни один компьютер, до сих пор, не может сравниться с ними по эффективности, энергосбережению. Быстродействие компьютера основано на огромной скорости электрических сигналов, проходящих по нему. Нервная система пошла другим путем. В ней «шины» работают на более чем 300 различных частотах. В отличие от компьютера организм не нагревается так при работе. И, кроме того, нервная система полностью автономна в своем энергообмене. Все это позволяет говорить о нервной системе как о самом совершенном электрическом приборе.

В этой главе мы с вами обсудим очень важный вопрос. Откуда мы берем энергию для жизни? Большинство скажут: «С пищи». И будут неправы. Любая женщина, сидевшая на диете, скажет, что 3000 ккал это очень много для пищи. Но этого достаточно только для однократного переноса через клеточную мембрану ионов водорода, содержащегося в стакане воды. На большее этой энергии не хватит. Это ни какая-то новая информация. Это вы сами можете прочитать в любом учебнике химии с основами термодинамики. В организме проходит намного больше химических процессов, намного больше энергии вырабатывается. Очень часто мне приходится слышать об энергетической функции митохондрий. Так часто, что даже ты, мой дорогой читатель, запомнил, что АТФ это источник энергии для организма. Обратимся к цифрам. За сутки человек массой 70 кг вырабатывает около 1 моля АТФ. Что в свою очередь дает 40 кДж или 9,5 ккал. Теперь, глядя на эту цифру, докажите мне, что АТФ это основной источник энергии. Я не знаю, какие функции, на самом деле, несут митохондрии и АТФ, но функция энергообмена точно не на первом месте. Я бы эту ситуацию пояснил следующим примером. Представьте, что слепому дали лампочку и попросили объяснить, зачем этот прибор нужен. Единственно логичный ответ был бы, что это обогреватель. Со своей стороны он абсолютно прав. Может быть, мы, говоря о митохондриях, впадаем в такое же заблуждение. И так ли важно считать калории, когда мы говорим об энергии в организме?

Так откуда берется энергия? Посмотрим на этот вопрос с другой стороны. В нашем организме есть такая структура, которая называется рецептором. Рецепторы бывают зрительные, слуховые, тактильные, обонятельные, барорецепторы, волюморецепторы и т. д. При всем своем разнообразии, это микрогенераторы, превращающие все существующие виды энергии, в электрический сигнал. Мощность одного рецептора крайне мала, около 10 —9 Вт. Но учитывая их количество (от 2 до 600 на мм3 по данным разных авторов), производительность (от 1 до 180 Гц), мы увидим, что их суммарная мощность 14 Вт/сек или 1,5 МВт/сут. Это мощность из расчета на 2 рецептора /мм 3тела массой 70 кг. При расчете на 600 на мм 3, цифры будут больше в 300 раз. На выработку одного киловатта электроэнергии используется 250 гр угля. То есть нам потребуется 300 кг угля в сутки. Если приведем в сравнимые величины по калориям, то это 450 кг глюкозы в сутки. Если организм использует только 1% этой энергии, то это 4,5 кг глюкозы в сутки. Даже эта цифра показывает, что пища дает только малую толику всей энергии, используемой организмом. А если используется не 1% и количество рецепторов не 2, а 600 на мм 3? Тогда речь пойдет о 4,5 вагонах глюкозы в сутки. Очевидно, что пища это не источник энергии, для организма, а источник строительного материала. Считать пищу в калориях также неправильно, как считать в калориях углерод. Тогда ценность алмаза и ценность графита будет одинаковая. Поэтому подсчет калорий очень грубый механизм, которым нельзя оценивать пищу.

Для чего такие огромные цифры электроэнергии. Куда она девается. Мы уже говорили в прошлой главе, что нервную систему вполне можно рассматривать как электрический прибор. Нервное волокно это проводник, обладающий сопротивлением и емкостью. Его КПД (коэффициент полезного действия) около 60%. Синапс это реле, где электрическая энергия превращается сначала в химическую, затем снова в электрическую. Подсчета КПД синапса я не встречал, но думаю, что он намного меньше, чем у волокна. Потери энергии должны быть огромными. Количество нервных волокон измеряется километрами. Количество синапсов миллионами. А что такое мозг? Это огромная концентрация нервных волокон и синапсов. Количество электроэнергии, требующейся для работы всей этой структуры, просто колоссально. Мы не учитывает, что между другими, не нервными, клетками тоже идет обмен электрическими импульсами, например, мышечная ткань. Сокращение мышц происходит только под действием электрического сигнала. При этом единственным источником электроэнергии в организме является рецептор.

Самое большое количество энергии уходит туда, где больше нервных волокон и синапсов. В мозг. Умственная деятельность требует намного больше энергии, чем физическая. Может быть, поэтому люди умственного труда ценятся больше и встречаются реже. Проведем аналогию между мозгом и телевизором. Телевизор будет прекрасно работать при 220 В, в пол накала при 180 В и сгорит при 280 В. Есть некоторый промежуток, в границах которого телевизор будет работать. Так же и мозг человека будет работать в неких пределах, при снижении которых, человек впадет в кому, а при повышении – в болевой шок. Еще в 50—60 х годах прошлого столетия в институте космической медицины проводились следующие эксперименты. Испытуемого помещали в условия, исключающие любые внешние раздражители. Вода в бассейне температуры человеческого тела, плотностью человеческого тела. Темная комната без всяких звуков. Через несколько минут человек засыпал, в течение 40 минут впадал в кому. Очень показательный эксперимент. Мозг не получал энергии, он отключался. На рисунке показан график соотношения чувствительных и двигательных сигналов в организме. Сначала при повышении