Тепло дыхания

Замечаете ли вы, как дышите? Как вырабатываете тепло, а большую его часть теряете? Я уверена, что нет. Наш мозг устроил так, что нам не надо думать о таких простых, но жизненно важных вещах. Вдох и выход происходят автоматически, и мы даже не подозреваем, скольким обязаны кислороду.

Забудьте на время о дыхании. Вернемся на пару мгновений в прошлое. Какая игра завлекала толпы мальчишек? Ответ очевиден – футбол. Девочки помнят о восторге мальчиков во время игры. От футбола не уставали – в него играли с утра до вечера.  В памяти всплывают моменты, когда я играла роль запасного, и братишка пытался научить меня давать пасы. Самыми восхитительными были те моменты, когда мне выпадала честь играть, и мальчишки терпеливо сносили удары по ногам, прощая многочисленные синяки и даже не замечая их в азарте игры.

У футбола есть миллионы поклонников всех возрастов по всему миру, и совершенно не удивительно, что однажды, в 2006 году вышел мультипликационный фильм, посвященный именно ему.

События происходят в параллельной вселенной, где жители разных планет соревнуются между собой за первенство в футболе. Каждая планета эволюционно выработала собственную энергию  – силу, которая позволяет игрокам-футболистам совершать нечеловеческие действия: прыгать в стометровую высоту, пинать мяч через всё поле за считанные секунды, делать сложные подкаты, забирая мяч из-под ног, и избегать многих травм. Эта энергия настолько сильна, что она разрешена для использования только в межгалактических соревнованиях. В центре мультфильма – планета Окилиана, которая недавно пострадала от природного катаклизма, который создал неблагоприятные условия и воспрепятствовал проявлению силы.

Молодая команда: Майк Райс, Ахито, Тран, Джок, Мэй, Тиа и Рокетт были собраны тренером Арчем, который в прошлом представлял Окилиану на Чемпионате Галактики по футболу. “Сноу Кидс” или первая команда Окилианы за последние 20 лет начали свое продвижение в чарте и постепенно учатся управлять невероятной силой – Дыханием Окилианы. Поток силы позволяет “Сноу Кидс” совершать чудеса на футбольном поле и прославлять свою планету.

Если посмотреть со стороны, то кажется, что никакой связи между человеческим организмом, дыханием и потоком Сноу Кидс нет, но давайте подумаем и найдём её.

Предлагаю каждому из читающих окунуться во внутреннюю атмосферу собственного организма и узнать пути дыхания и синтеза энергии.

После вдоха кислород и другие газы атмосферы через узкие хрящевые пещеры бронхов попадают в легкие. Там газы проходят сквозь стенки альвеол, чтобы соединиться с четырёхголовой молекулой гемоглобина. В одной связке с гемоглобином кислород несётся по кровеносному течению пока не достигнет своей точки назначения. Потом ткани организма, они же точки назначения, принимают кислород с распростёртыми объятьями и определяют его в особую органеллу – митохондрию. В митохондрии кислород принимает электроны и превращается в воду (свободные электроны же образовались до этого в клетке за счёт расщепления питательных элементов, поступивших в организм). Реакция образования воды создаёт разницу концентраций внутри и снаружи мембраны митохондрии, которая и синтезирует энергию. Энергия, создаваемая митохондриями внутри каждой клетки, переносится в форме АТФ, или аденозинтрифосфорной кислоты. Реакции, требующие затрат энергии, такие как синтез белков, жиров, полисахаридов, репликация ДНК, используют свободную энергию в виде АТФ. А все эти молекулы в свою очередь выполняют функции организма: поддерживают тепло, создают эмоции, отвечают за восприятие окружающего мира через зрение, слух, осязание, равновесие…

Энергия, поступающая в человеческий организм с пищей, не полностью переходит в форму АТФ. Некоторая ее часть преобразовывается в тепловую энергию, которая покидает организм через покровы кожи. Больше половины тепла, генерированного телом, рассеивается в атмосфере, остальное же расходуется на  поддержание температурного баланса.  Для сравнения: за одни сутки среднестатистический человек производит такое количество тепла, способное нагреть 15 л воды. А теперь представьте, сколько воды игрок Galaktic football может нагреть за счёт своей силы, которой явно больше, чем у представителей планеты Земля.

Колебания температуры окружающей среды воспринимаются терморецепторами, расположенными в своём большинстве в слоях кожи человека. Гипоталамус, часть головного мозга, контролирует как процессы генерации тепла, так и его расход. Он посылает определенные сигналы в гипофиз (еще одну часть головного мозга), а гипофиз синтезирует гормоны, влияющие на теплообмен посредством кровеносной системы человека.

Температура кожи, а следовательно, и интенсивность выделения и генерации тепла,  изменяется под действием перераспределения крови в сосудах или изменения общего объёма крови. На холоде кровеносные сосуды кожи сужаются: большее количество крови поступает в сосуды брюшной полости, и тем самым ограничивается теплоотдача. Поверхностные слои кожи, получая меньше теплой крови, излучают меньше тепла — теплоотдача уменьшается. При повышении температуры окружающей среды сосуды кожи расширяются, количество циркулирующей в них крови увеличивается.

При выполнении интенсивной физической работы, например игры в футбол,  очень быстро возрастает отдача тепла через потоотделение. Выходит, что энергия, созданная нашим собственным телом, наполовину тратится на выделение тепловой энергии в окружающую нас атмосферу. Этот теплый поток воздуха у нас, у людей, бесполезно растрачивается, и пока что учёные не нашли применение этой бесплатной и свободной энергии.

У игроков Galaktic football есть поток энергии, их Дыхание Окилианы. Что, если предположить, что их сила – Дыхание –  это тепловая энергия, сгенерированная за счет дыхания в традиционном его понимании? При интенсивной  игре в футбол производство тепла увеличивается в несколько раз, кровеносные сосуды около поверхности кожи расширяются, позволяя испариться огромному количеству тепла. Благодаря эволюции жители Окилианы выработали способность использовать свободную тепловую энергию в виде Дыхания, с помощью которой игроки способны проделывать невообразимые трюки, не причиняя особый вред организму. После природной катастрофы средняя температура на Окилиане понизилась настолько, что игроки потеряли способность использовать тепловую энергию в собственных целях и не успели приспособиться к новым окружающим условиям.

Вероятно, что изначально природные условия на Окилиане были очень тёплыми, в следствие чего тепло с кожи жителей выделялось постоянно и в больших количествах. Любой организм стремится к уменьшению потерь и рациональному использованию всех ресурсов, имеющихся в распоряжении. Поэтому случайные мутации в организме помогли закрепить в популяции умение использовать тепло, испаряющееся с покровов кожи.

Какие эволюционные изменения теоретически могут способствовать закреплению такой удивительной способности? Конечно же, все начинается с мутаций, которые и изменяют привычный нам метаболизм, влияя на форму и функции органов, изменяя пути реакций, делая организм чуть более (или менее) приспособленным к окружающей среде. Изменения в большей степени должны затрагивать именно внутренние процессы: строение органов и пути реакций, лишь незначительно изменяя фенотип.

Во-первых, может изменить свою форму гипоталамус, ответственный за обработку информации об изменении температуры внутри и снаружи тела. Он может стать крупнее, уменьшая размеры других частей мозга, или сразу же взять на себя функции регулирования диаметра кровеносных сосудов, не используя гипоталамус как посредника.

Во-вторых, мозжечок, часть мозга, ответственная за координацию движений и чувство равновесия, должен быть увеличен в разы. В среднем, вес мозжечка составляет около 150 г, а у игроков Galaktic footbal должен быть около 450 г. Такой обширный мозжечок нужен для координации движений в 3D плоскости, что облегчает исполнение головокружительных манёвров в прыжке.

В-третьих, терморецепторов в кожных покровах жителей Окилианы тоже должно быть гораздо больше, чтобы улавливать малейшие колебания температуры, оптимизировать выброс тепла при интенсивных физических нагрузках и воспользоваться сверхсилой – Дыханием Окилианы. Вероятно, что в кожных покровах у жителей той планеты есть дополнительный слой, нужный для преобразования тепловой энергии в мощный поток силы. Этот слой концентрирует тепло внутри себя, чтобы использовать его в нужный момент. В этом случае кожа еще и должна быть термоустойчивой с внутренней стороны, чтобы предотвратить ожог.

В-четвертых, все реакции в организме должны протекать под более высоким градусом. Как известно, высокая температура увеличивает скорость реакций, но после определенной отметки начинает разрушать структуру белков, нарушая оптимальную жизнедеятельность. Дополнительный слой кожи должен одновременно и концентрировать тепловую энергию, и контролировать нагревание в определенных рамках, чтобы не нарушать общее самочувствие организма.

Итак, что мы получаем?

Поток Майка Райса, Джока,  Ахито, Тии можно считать свободной тепловой энергией, которую жители Окилианы эволюционно научились использовать. Окилианцы имеют множество приспособлений для превращения свободной тепловой энергии в поток силы, что и делает их немного отличными от нас инопланетянинами. У человека тепловая энергия расходуется на собственные нужды в мизерном количестве, большая же часть просто выделяется в атмосферу через покровы кожи.

В одной из серий Galactik football Джок говорит про Тию: “Надо присмотреть поближе – может быть у неё на спине крылья?” Дыхание и питание даёт нам, людям, энергию, дыхание Окилианы  – силу, полученную из выработанного тепла, а крылья, летающие по воздуху, наслаждение от жизни.