На главную

Глава 1

МЕХАНИЗМЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РОСТ
И РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМА

Одним из самых сложных в возрастной физиологии человека является вопрос о механизмах, определяющих интенсивность обмена веществ и энергии и особенности физиологических отправлений в разные возрастные периоды. Объём куба, ребро которого равно 1м, составляет 1куб.м, или 1000куб.дм, а поверхность - 6кв.м, или 600кв.дм. На каждый куб.дм объёма такого куба приходится 0,6кв.дм его поверхности. У куба же с ребром 1дм имеется 6кв.дм поверхности. Соотношение поверхности к объёму у большого куба в десять раз меньше, чем у малого.

Теплопроизводство организма человека или животного пропорционально его массе и объёму, а теплоотдача - поверхности. Чем меньше объём тела, тем "невыгоднее" отношение теплопроизводства к теплоотдаче в окружающее пространство. Так, тело ребёнка остывает на морозе быстрее, чем тело взрослого, ребёнок "мёрзнет" сильнее, и его приходится одевать "теплее".

На основе этих данных известный немецкий физиолог Макс Рубнер обосновал учение о "Законе поверхности" ("Энергетическое правило поверхности"), объясняющее особенности энергетических процессов и физиологических отправлений живых организмов и, в частности, человеческого организма в разные возрастные периоды. В соответствии с этим законом интенсивность обмена веществ и энергии у организмов, поддерживающих постоянную температуру тела (у человека - 36-37°), определяется прежде всего величиной теплоотдачи в окружающее пространство. Как уже сказано, эта теплоотдача тем больше, чем меньше размеры тела.

Однако при разработке своих законов М.Рубнер проявил чисто механический подход, сводя роль большинства пищевых продуктов лишь к роли топлива, а роль организма - лишь к трансформации этого топлива в другие виды энергии.

Теория М.Рубнера неверна, разумеется, для внутриутробного периода развития ребёнка; однако, как показали эксперименты на животных, она не вполне верна и для внеутробного периода: отнюдь не все элементы развития организма определяются его размерами.

Согласно Рубнеру все виды млекопитающих, за исключением человека, характеризуются неким постоянством потребляемой энергии; после завершения роста на 1 кг массы тела потребляется в течение всей жизни примерно одинаковое количество энергии, около 190тыс.ккал. Человек, по Рубнеру, составляет исключение, его энергeтический фонд составляет 720тыс.ккал. Почему же именно человек составляет исключение в классе млекопитающих, Рубнер в своих теоретических построениях не ответил.

Далее. Время, в течение которого этот энергетический фонд будет истрачен, обратно пропорционально интенсивности обмена веществ, т.е., по Рубнеру, полностью зависит от размеров организма. А трата "энергетичeского фонда" начинается сразу же после первого деления оплодотворённой яйцеклетки; каждый двигательный физиологический акт приближает развивающийся организм к концу его жизни...

Одним из вариантов этой теории является предложенная канадским патофизиологом Г.Селье теория стресса, как генетически предопределённая величина адаптационной энергии. К стрессовым реакциям относятся и физические нагрузки, двигательная активность; каждая стрессовая реакция организма, например физические нагрузки, могут быть по этой теории лишь причиной, укорачивающей продолжительность жизни.

Эти теории дают повод сравнивать онтогенез, процесс индивидуального развития организма, с заведёнными часами, запускаемыми в ход посредством процесса оплодотворения. В заведённых часах раскручивание пружины продолжается до тех пор, пока не исчерпается nотенциaльная энергия, сообщённая работой, проделанной при "заводе". Так возникли теории индивидуaльного развития, представленные как исчерпание наследственно предопределённого энергетического фонда.

С точки зрения "теории истощения" осуществление двигательной активности индивидуума обусловливает постепенное "старение" организма, которое начинается уже в момент его образования (появления зародыша). "Старение в широком смысле, - пишет В.Н.Никитин, - и представляет собой процесс индивидуального развития".

Опираясь на многолетние исследования, мы пришли к выводу, что неодинаковая продолжительность жизни у разных видов млекопитающих объясняется не "правилом поверхности", а особенностями развития скелетной мускулатуры, определяемыми экологическими условиями. В отличие от упомянутой "теории истощения" на основе этих исследований возникла теория индивидуального развития, которая получила название "энергетического правила скелетных мышц". Сущность этого правила заключается в том, что с одной стороны, интенсивность энергетических процессов и физиологических отправлений находится в зависимости от особенностей функционирования скелетных мышц в разные возрастные периоды. С другой стороны, в том, что двигательная активность, стимулируемая эндогенно (по внутренним мотивам) через соответствующие нервные центры в связи с необходимостью удовлетворения пищевой потребности или экзогенно (по внешним мотивам) в связи с действием стрессовых раздражений среды, является фактором функциональной индукции избыточности восстановительных процессов (анаболизма). Особенность этих процессов заключается не просто в восстановлении исходного состояния, а в обязательном избыточном восстановлении как массы живой протоплазмы, так и энергетических потенциалов, за счёт которых в дальнейшем может быть осуществлён больший объём фукций и выполняемой работы. В функциональной индукции избыточного анаболизма, следующего за каждой очередной активностью, и следует видеть то специальное, что характеризует живые организмы в отличие от неживых.

На основе принципа избыточного восстановления, осуществляемого лишь в связи с выполняемой работой (двигательной активностью), впервые удалось подойти к пониманию истинных причин и механизмов, обусловливающих процессы роста и развития.

В классической физиологии сложились прочные представления, согласно которым при осуществлении каждой физиологической функции, в частности двигательной, осуществляемой скелетными мышцами, восстановительные процессы характеризуются возвращением затраченной энергии лишь к начальному (исходному) состоянию. Представление об обязательной обратимости к исходному состоянию исключало для физиологов, исследовавших в основном взрослый организм, возможность подойти к пониманию истинных механизмов и закономерностей индивидуального развития. В действительности же каждый метаболический цикл, осуществляемый в клетке, приводит к избыточному восстановлению, без которого рост и развитие организма не могли бы иметь места (см. рис.1).

Продолжая аналогию с часами, можно сказать, что индивидуальное развитие организма представляет собой не постепенное раскручивание пружины, а, напротив, постепенное закручивание её; не постепенную трату заранее предопределённого энергетического фонда, а непрерывное обогащение его. Благодаря периодически осуществляющейся двигательной активности человек как бы сам заводит часы своей жизни, обеспечивая себе физиологически полноценное развитие. Чтобы обогатиться дополнительными энергетическими ресурсами, необходимо тратить уже имеющиеся!

Что же мы должны знать об особенностях физиологии новорожденных, чтобы они не болели?

На главную