Wie viel Strom erzeugt ein Mensch? Große Enzyklopädie über Öl und Gas

Wie viel künstliche Energie wird tatsächlich benötigt, um einen Menschen mit Nahrung zu versorgen?

Wenn wir uns daran erinnern, dass Naturvölker nur ihre eigene Muskelkraft aufwendeten, um sich Nahrung zu beschaffen, und jetzt der mächtigste agroindustrielle Komplex demselben Zweck dient, dann können wir die düstere, halb scherzhafte Prognose eines prominenten Spezialisten verstehen: „Der Energieverbrauch wird es tun.“ steigen, wie man sagt, von Null auf Unendlich.“

Aber Unendlichkeit ist kein sehr definierter Begriff und daher ist es unwahrscheinlich, dass sich irgendjemand mit einer solch falschen Vorhersage zufrieden gibt. Das bedeutet, dass wir zumindest eine bedingte Energieberechnung benötigen, die uns der Wahrheit näher bringt.

Schon kleine Kinder wissen, dass Rosinen nicht aus Brötchen stammen und die Brötchen selbst nicht auf Bäumen wachsen. Damit aus den Trauben Rosinen werden, und Weizenkorn Brot müssen sie eine Reihe von Prozessen durchlaufen. Das Gleiche gilt auch für andere Lebensmittel. Und durch ihre „Veredelung“ in Fabriken, Anlagen und Fabriken steigt der Energiepreis von Lebensmitteln stark an. Manchmal fast zehnmal, meist aber fünfmal. Und wenn, wie Experten glauben, in unserer durchschnittlichen täglichen Ernährung 7,5 MJ aus pflanzlichen Lebensmitteln stammen sollten, dann erfordert die Produktion 37,5 MJ Energie, von denen ein relativ kleiner Teil (bis zu 20 %) auf dem Feld oder in geschützten Böden verbraucht wird , und der Rest fließt in die „Umwandlung“ von Rohstoffen in der Fabrik.

Der Energiepreis für Milch und Fleisch ist sogar noch höher.

Erinnern Sie sich an den Dukhaninsky-Komplex: Dort beträgt die Bioenergieausbeute 5,3 %, oder jedes Megajoule tierischer Nahrung erfordert selbst im Stadium der landwirtschaftlichen Produktion etwa 20 MJ Gesamtenergie, darunter mehr als 5 MJ künstliche Energie. Darüber hinaus erhöht sich der Gehalt bei der Verarbeitung in Fleisch- und Milchfabriken um das Fünffache. Insgesamt: einer von fünfundzwanzig. Viele Menschen lieben Kondensmilch. Wissen Sie also: Mit jeder Kalorie „Kondensmilch“ „essen“ wir 25-mal mehr Energiekosten. Ähnlich verhält es sich beispielsweise mit Fleischbrötchen und Hackfleisch, die in der Gastronomie angeboten werden.

Ernährungswissenschaftler gehen davon aus, dass ein Mensch täglich 5,5 MJ aus Lebensmitteln tierischen Ursprungs zu sich nehmen sollte. Wenn wir diese Zahl mit dem Energieäquivalent von 25 multiplizieren, erhalten wir 137,5 MJ – das ist der Energiefluss, der zusammen mit Milch, Fleisch und anderen tierischen Produkten jeden Tag unsichtbar auf den Tisch eines jeden von uns kommen sollte. Dieser Strom enthält auch die Energie, die für Maschinen, Düngemittel, Gebäude, Bauwerke, Ausrüstung, Brennstoffe und Materialien aufgewendet wurde, sowohl direkt in der Landwirtschaft selbst als auch in anderen Sektoren des agroindustriellen Komplexes.

Es stellt sich heraus, dass die Produktion pflanzlicher und tierischer Nahrung für unser Frühstück, Mittag- und Abendessen 37,5 + 137,5 = 175 MJ Gesamtenergie erfordert, fast 14-mal mehr als das, was jeder von uns täglich zu sich nimmt. Das sind 6,0 ​​kg sogenannter Normkraftstoff. Nun, pro Person und Jahr wird 365-mal mehr benötigt, also 2,2 Tonnen Standardkraftstoff (fast 64.000 MJ). Natürlich sind diese Werte nicht absolut genau, aber für Berechnungen durchaus geeignet. Unsere Energieernährung wird jedoch an die jeweiligen Bedingungen angepasst. Darüber hinaus ist das Verhältnis pflanzlicher und tierischer Nährstoffe wichtig. Beispielsweise verbrauchen wir im Durchschnitt täglich 14,2 MJ (3400 kcal) und nicht 13 MJ (3160 kcal), also mehr als nach anerkannten internationalen Standards. Folglich müssen wir in naher Zukunft nicht den Gesamtkaloriengehalt der täglichen Ernährung erhöhen, sondern den Energieanteil in tierischer Nahrung, wie Ärzte empfehlen.

Wir werden jedoch nicht gegen die anerkannte Energieanalyse verstoßen und uns auf den daraus resultierenden Standard von 64.000 MJ pro Einwohner und Jahr konzentrieren, wobei wir im Voraus festlegen, dass die Forst- und Meeresindustrie nicht berücksichtigt wird. Wir werden bald 284 Millionen Menschen im Land haben, was bedeutet, dass die Agrarindustrie zur Nahrungsmittelproduktion eine enorme Menge an anthropogener Energie pro Jahr benötigt – 18 Billionen MJ. Aber es lohnt sich: Schließlich erwirtschaftet der agroindustrielle Komplex ein Drittel des Volkseinkommens. Selbstverständlich sollte bei gleicher spezifischer Energieintensität aller Teile des Volkseinkommens die Energieproportionalität gewahrt bleiben.

Wie kann die Landwirtschaft mit Energie versorgt werden? Und hier kommen wir zum zweiten Ausgangspunkt unserer Berechnungen – den Bestimmungen des Energieprogramms der UdSSR. Seine zentrale These lautet: „Die Umsetzung des Energieprogramms der UdSSR ist eine davon notwendige Voraussetzungen Die Beschleunigung des Übergangs der Wirtschaft des Landes zu einem intensiven Entwicklungspfad wird die Energieverfügbarkeit von Sektoren der Volkswirtschaft, insbesondere des agroindustriellen Komplexes, erheblich erhöhen und zur erfolgreichen Umsetzung des Ernährungsprogramms beitragen.“

Es ist angebracht anzumerken, dass die heimische Energiewirtschaft in den Jahren der Sowjetmacht drei Hauptphasen durchlief. Zunächst wurde die Energiebilanz von Holzbrennstoffen, landwirtschaftlichen Abfällen und der Muskelenergie von Zugtieren dominiert. Im zweiten Fall kam es aufgrund der überwiegenden Nutzung von Kohle zu einer „Mineralisierung“ der Energiebilanz. Die aktuelle – dritte – Stufe ist durch den immer stärkeren Einsatz von Erdöl und Erdgas gekennzeichnet. In naher Zukunft ist eine „Atomisierung“ der Energiebilanz durch den verstärkten Einsatz von Kernbrennstoffen geplant. Gleichzeitig werden nicht-traditionelle erneuerbare Energiearten zunehmend in den Kreislauf einbezogen – Sonne, Geothermie, Wind, Biogas, Wasserstoff, Wasserstoffstickstoff usw. Der Beitrag solcher Quellen wird übrigens auf 60- geschätzt. 120 Milliarden MJ, und sie sind die umweltfreundlichsten.

Um die Brennstoff- und Energieprobleme unseres Landes zu lösen, ist die Umsetzung des Energieprogramms von entscheidender Bedeutung. Es sieht vor, dass durch die Reduzierung der spezifischen Energieverbräuche gesamtwirtschaftlich 15,8-17,0 Billionen MJ und durch den zunehmenden Einsatz von Kernbrennstoffen weitere 12-14 Billionen MJ eingespart werden können. Die Analyse des Programms ermöglicht es uns insbesondere, die folgenden Schlussfolgerungen zu ziehen. Erstens werden die gesamten Kraftstoffeinsparungen von 27,8 bis 31 Billionen MJ zu einer Verringerung der Energieintensität aller Sektoren der Volkswirtschaft, einschließlich des agroindustriellen Komplexes, führen. Zweitens beschleunigt sich das Tempo der Elektrifizierung des Landes, wodurch der spezifische Verbrauch elektrischer Energie zur Erzielung des Volkseinkommens im nächsten Jahrzehnt um 5-6 % und in 20 Jahren um etwa 15 % steigen dürfte der spezifische Verbrauch aller Energieressourcen für die gleichen Zwecke wird sinken. Das bedeutet, dass die Landwirtschaft auf Strom umsteigen muss. Drittens berührt die Entwicklung nicht-traditioneller erneuerbarer Energiequellen direkt die Interessen der landwirtschaftlichen Agrar- und Zooenergie. Tatsächlich wird die Landwirtschaft oft als Werkstatt bezeichnet Freiluft- ohne Dach, Wände und Boden. Hier scheint die Sonne, der Wind brummt und der heiße Körper des Planeten (Thermalwasser) sprudelt unter der Erde. Der Abbau organischer Stoffe in der Natur geht unter Einfluss mit der Freisetzung von Methan (Biogas) einher Sonnenstrahlen Aus Wasser wird Wasserstoff freigesetzt und durch die Aktivität von Mikroorganismen wird Wasserstoffstickstoff (z. B. Ammoniak) freigesetzt.

Hier sind riesige Reserven verborgen, und im Allgemeinen ist die Formel für die Energiestrategie des agroindustriellen Komplexes einfach: weniger „Mineralstoffbilanz“, mehr Strom und erneuerbare Energien. Wissenschaftler beweisen und untermauern ihre Meinung mit vernünftigen Berechnungen, wann bestimmte Bedingungen Die Agrarindustrie des Landes kann auf der Grundlage einer harmonischen Kombination von Agrarenergie und der Energie natürlicher Prozesse energieautark sein. Lassen Sie uns zumindest anhand einzelner Beispiele diskutieren, wie dies geschehen kann.

Die erste Voraussetzung für eine vollwertige Ernährung ist das Vorhandensein der notwendigen Energiezufuhr, die bei der Oxidation der drei Hauptmakronährstoffe freigesetzt wird. Nährstoffe: Kohlenhydrate, Fette und Proteine. Energie wird in Kilokalorien (kcal) oder Nährkalorien (abgekürzt Cal, mit großem K) ausgedrückt; Eine Kilokalorie entspricht der Menge an Wärmeenergie, die erforderlich ist, um 1,0 kg Wasser von 15 auf 16 °C zu erhitzen. Erinnern wir uns daran, dass bei der Berechnung von Änderungen der freien Standardenergie bei Stoffwechselreaktionen dieselben Einheiten verwendet werden (Abschnitt 14.4).

In der Tabelle 26-3 zeigt die vom Ministerium vorgeschlagenen Vorschläge Lebensmittel und Ernährung den täglichen Energiebedarf der Menschen unterschiedlichen Alters. Für junge Männer im Studentenalter beträgt der Energiebedarf ~ 2900 kcal/Tag, für gleichaltrige Frauen ~ 2100 kcal/Tag. Neugeborene, Kinder und ältere Menschen benötigen im Allgemeinen weniger Energie. Die angegebenen Werte können mit der Energiemenge verglichen werden, die zur Aufrechterhaltung des Grundstoffwechsels erforderlich ist, also mit der Energiemenge, die der Körper im Zustand völliger Ruhe, 12 Stunden nach dem Essen, benötigt (Kapitel 25).

Tabelle und Ernährung der National Academy of Sciences und des National Research Council

Für Männer im College-Alter liegt der Grundumsatzbedarf bei etwa 1800 kcal/Tag, für gleichaltrige Frauen bei etwa 1300 kcal/Tag. Offensichtlich, große Mengen Die in den täglichen Ernährungsempfehlungen enthaltenen Energien werden durch die Notwendigkeit körperlicher Arbeit erklärt. In der Tabelle 26-4 zeigt den Energieverbrauch bei verschiedene Arten körperliche Arbeit.

Die durch die Oxidation von Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen freigesetzte Energiemenge kann bestimmt werden, indem Proben mit bekanntem Gewicht in einer Sauerstoffatmosphäre in einem Bombenkalorimeter verbrannt werden und die insgesamt freigesetzte Wärmemenge bestimmt wird (Abbildung 26-1). Bei der Verbrennung reiner Kohlenhydrate werden durchschnittlich 4,2 kcal/g freigesetzt, bei der Fettverbrennung ~ 9,5 kcal/g, Proteine ​​~ 4,3 kcal/g (Tabelle 26-5). Der Kaloriengehalt von Lebensmitteln wie Brot, Kartoffeln, Fleisch, Obst etc. kann auch durch deren Verbrennung in einem Bombenkalorimeter bestimmt werden. Gleichzeitig kann dieser Wert rechnerisch ermittelt werden, wenn der Gehalt an Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen in einer bestimmten Probe eines Lebensmittelprodukts durch chemische Analyse bestimmt wird und die resultierenden Gewichte mit den entsprechenden Kalorienkoeffizienten multipliziert werden, die in angegeben sind Tisch. 26-5. Bei der Oxidation im Körper liefern Produkte, die vollständig verdaut und absorbiert werden können, die gleiche Wärmemenge wie bei der Oxidation in einem Kalorimeter. Die Identität der im Kalorimeter und im Körper freigesetzten Energiemengen wurde durch die Ergebnisse von Studien bestätigt, die an Personen durchgeführt wurden, die in einem sehr großen Kalorimeter untergebracht waren.

Tabelle 26-3. Tagesbedarf in Energie (Empfehlungen der Abteilung für Lebensmittel und Ernährung der National Academy of Sciences und des National Research Council, 1980)

Da der menschliche Körper unter allen Bedingungen den Gesetzen der Thermodynamik gehorcht, gibt es keine „magische“ Diät, die das Energieerhaltungsgesetz umgehen könnte.

Tabelle 26-4. Energiebedarf für verschiedene Arten von Aktivitäten

Kalorien sind Kalorien.

Schauen wir uns nun die Eigenschaften von zwei der drei Hauptnährstoffe an, die den Körper mit Energie versorgen: Kohlenhydrate und Fette.

Reis. 26-1. Das Prinzip einer Kalorimeterbombe zur Messung des Kaloriengehalts von Lebensmitteln. Eine Lebensmittelprobe mit bekanntem Gewicht wird durch eine elektrische Entladung in einer unter Druck stehenden, sauerstoffreichen Atmosphäre in einer Hochdruckbombe entzündet. Die Verbrennung von Lebensmitteln führt zu einem Temperaturanstieg einer bekannten Wassermenge, die den Raum um die Bombe ausfüllt. Die bei der Verbrennung von Lebensmitteln freigesetzte Wärmemenge kann leicht berechnet werden, da zum Erhitzen von 1 kg 1 kcal erforderlich ist Wasser um 1 C von 14,5 auf 15,5 °C.

Um die vom menschlichen Körper erzeugte Wärmemenge zu messen, werden sehr große Kalorimeter mit geschlossener Kammer verwendet, in denen der Austausch von Sauerstoff und

Tabelle 26-5. Kaloriengehalt der wichtigsten Nischenprodukte

A. Kohlenhydrate dienen als Hauptenergiequelle

Kohlenhydrate selbst sind es nicht Wesentliche Bestandteile Da kohlenhydratreiche Nahrungsmittel jedoch leichter zugänglich und billiger sind als Nahrungsmittel mit großen Mengen an Proteinen und Fetten, machen sie in den meisten Ländern den Großteil des Nahrungsmittelangebots aus. Vier Fünftel der Bevölkerung Globus Sie ernähren sich hauptsächlich von pflanzlicher Nahrung, wobei Kohlenhydrate mindestens 70 % und manchmal sogar 90 % des Gesamtkaloriengehalts dieser Nahrung ausmachen. In entwickelten Ländern, in denen die Bevölkerung relativ große Mengen an Fleisch und Milchprodukten konsumiert, machen Kohlenhydrate nur 45 % des Kaloriengehalts der täglichen Ernährung aus.

Reis. 26-2. Ernährungsumstellung in den Vereinigten Staaten. A. Reichstag im Jahr 1910 B. Moderne Ernährung. B. Diät gemäß den in formulierten In letzter Zeit Empfehlungen, die das optimale Beitragsverhältnis angeben verschiedene Produkte Tragen Sie den Gesamtkaloriengehalt ein.

In den Vereinigten Staaten nehmen Männer im College-Alter täglich etwa 400 g Kohlenhydrate zu sich.

In Industrieländern bestehen mehr als 40 % der Kohlenhydrataufnahme aus Saccharose und anderen raffinierten Zuckern, hauptsächlich Glucose und Fructose, der Rest ist Stärke. In weniger reichen Ländern wird Saccharose in sehr hohem Maße konsumiert Kleinmengen Sie verwenden hauptsächlich Stärke als Kohlenhydrate. Vor zweihundert Jahren, als die industrielle Revolution gerade erst begann, betrug die von einer Person in England täglich konsumierte Zuckermenge durchschnittlich nur 5 g; heute sind es mehr als 200. Ähnliche Veränderungen haben in den Vereinigten Staaten stattgefunden (Abb. 26-2). . Die Entwicklung eines jeden Landes geht mit einem Anstieg der in Lebensmitteln konsumierten Saccharosemenge einher. Ein Grund dafür ist die Verfügbarkeit und Billigkeit von Saccharose im Vergleich zu anderen Kohlenhydraten in diesen Ländern. Im November 1981 betrug der Einzelhandelspreis für Zucker in den Vereinigten Staaten 34 Cent pro Pfund, diese Menge entspricht 1880 kcal, also mehr als 60 % des täglichen Kalorienbedarfs für Männer im College-Alter. Es ist bekannt, dass Zuckerrohr und Rüben hinsichtlich des Kaloriengehalts weniger Anbaufläche benötigen als eine entsprechende Menge Kartoffeln und Getreide. Zuckerrohr ist eine der ertragreichsten landwirtschaftlichen Pflanzen.

In dieser Hinsicht zwischen der Wirtschaft Landwirtschaft Und richtige Ernährung Möglicherweise liegt ein Konflikt vor, da Saccharose und andere Zucker schädliche Auswirkungen auf die Zähne haben (Abschnitt 26.25).

Süße Speisen werden oft zum Vergnügen gegessen, manche Menschen können gar nicht auf Süßigkeiten verzichten. Möglicherweise resultiert die Vorliebe für Süßes aus dem Wunsch, das seit der Kindheit erhaltene Hungergefühl zu stillen (der Zuckergehalt in Muttermilch ist doppelt so hoch wie in Kuhmilch). Viele Tierarten bevorzugen auch Süßigkeiten; gleichzeitig sind manche Arten gleichgültig gegenüber Süßigkeiten oder meiden sogar Süßigkeiten.

B. Zunehmend werden kalorienfreie Zuckerersatzstoffe eingesetzt

Ein künstlicher Zuckerersatz – Saccharin (Abb. 26-3) – wird seit vielen Jahren verwendet, um den Kaloriengehalt der Nahrung von Patienten mit Diabetes und Fettleibigkeit zu reduzieren, ohne dass dies offensichtlich ist schädliche Folgen für die Gesundheit der Patienten. Im Jahr 1969 wurde jedoch festgestellt, dass bei der Verfütterung an Ratten in sehr große Dosen es kann krebserregend sein. Danach wurde die Verwendung von Saccharin bei der Zubereitung von „Diät“-Getränken und -Nahrungsmitteln Gegenstand von Debatten. Da die Vorteile von Saccharin als Zuckerersatz jedoch offensichtlich sind und das mit seiner Karzinogenität für den Menschen verbundene Risiko relativ gering ist, wird es weiterhin bei der Zubereitung von „Diät“-Getränken verwendet. Ein weiterer synthetischer kalorienfreier Zuckerersatz – Natriumcyclamat (Abb. 26-3) – wurde aufgrund der bei Tieren festgestellten ausgeprägteren krebserregenden Eigenschaften für die Lebensmittelzubereitung verboten.

Derzeit wird daran gearbeitet, neue, ungiftige Zuckerersatzstoffe zu finden. Einer der in dieser Richtung im Detail untersuchten Stoffe ist Aspartam (Abb. 26-3) – der Methylester des Dipeptids Aspartylphenylalanin. Da sein Molekül zwei Aminosäurereste enthält, die in gewöhnlichen Proteinen vorkommen, wird angenommen, dass es nicht toxisch sein sollte.

Reis. 26-3. Kalorienfreie Zuckerersatzstoffe. Eine Bewertung ihrer relativen Süße ist in der Tabelle angegeben. 26-6. Manche Menschen empfinden Saccharin als bitter, was möglicherweise auf genetische Unterschiede in der Geschmackswahrnehmung zurückzuführen ist.

Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde medizinische Substanzen hat die Verwendung von Aspartam bei der Zubereitung bestimmter im Handel erhältlicher Lebensmittel genehmigt. Ein weiterer Kandidat für die Rolle eines Zuckerersatzes ist Monelin, ein Protein (Molekulargewicht 11.000), das aus der afrikanischen Serendipity-Beere gewonnen wird. Die Süße dieses Proteins pro Gewichtseinheit ist 2000-mal größer als die Süße von Saccharose (Tabelle 26-6). Der süße Geschmack von Monelin ist darauf zurückzuführen spezifisches Merkmal räumliche Struktur seiner Polypeptidkette.

Beim Erhitzen oder auf andere Weise denaturiert, verliert Monelin seine Süße.

Tabelle 26-6. Relative Süße einiger Zucker und nicht nahrhafter Zuckerersatzstoffe (im Vergleich zu Saccharose)

V. Fette versorgen den Körper mit Kalorien und essentiellen Nährstoffen Fettsäuren

Triacylglycerine machen etwa 98 % der gesamten Lipide in Lebensmitteln aus; die restlichen 2 % sind Phospholipide, Cholesterin und seine Ester. Bei Raumtemperatur haben Triacylglycerine tierischen Ursprungs, die relativ viel gesättigte Fettsäuren enthalten, meist eine feste Konsistenz. Was ist mit Triacylglycerinen? pflanzlichen Ursprungs, was relativ umfasst große Menge Ungesättigte Fettsäuren sind bei Raumtemperatur meist flüssig. Bei der Oxidation von Triacylglycerinen beider Arten ist die pro Gewichtseinheit freigesetzte Energiemenge mehr als doppelt so hoch wie die bei der Oxidation von Kohlenhydraten freigesetzte Energiemenge (Tabelle 26-5). Da Fette typischerweise langsamer im Magen zurückgehalten und verdaut werden als Kohlenhydrate, fördern sie das Sättigungsgefühl besser als Kohlenhydrate.

Versuchstiere sind nicht in der Lage, Linol- und Linolensäure zu synthetisieren (Abschnitt 21.6), daher müssen sie diese über die Nahrung aufnehmen. An essentiellen Fettsäuren mangelt es dem Menschen im Allgemeinen nicht, da diese Säuren in großen Mengen in vielen pflanzlichen Lebensmitteln, Fisch und Geflügel vorkommen. In Fleisch und Milchprodukten ist ihr Gehalt deutlich geringer. Linolsäure (Abb. 26-4) ist für den Körper notwendig, da sie als Vorstufe dient Arachidonsäure(Abschnitt 21.6), das wiederum die Rolle eines Vorläufers von Prostaglandinen und Thromboxanen spielt (Abschnitt 25.23).

In der Ernährung der Bewohner entwickelter Länder nehmen neben einer großen Menge an raffiniertem Zucker auch Fette, insbesondere Fette tierischen Ursprungs, einen bedeutenden Platz ein (Abb. 26-2). Es wird angenommen, dass genau dies mit der Zunahme der Atherosklerose-Inzidenz zusammenhängt. Koronarerkrankung Herz und Störungen Gehirnkreislauf unter der Bevölkerung hochentwickelter Länder. Bei der Arteriosklerose kommt es zu einer abnormalen Ablagerung von Lipiden in der Intima der Arterien, was zu einer Einschränkung des Blutflusses führt.

Reis. 26-4. Essentiellen Fettsäuren. Säugetiere verfügen nicht über Enzyme, die die Bildung einer Doppelbindung an ihrer Position katalysieren können, daher müssen sie Linol- und Linolensäure aus pflanzlicher Nahrung beziehen. Diese Säuren sind als Vorläufer für die Bildung anderer mehrfach ungesättigter Fettsäuren im Gewebe notwendig, insbesondere von Arachidonsäure und anderen mehrfach ungesättigten 20-Atom-Fettsäuren, die wiederum als Vorläufer von Prostaglandinen dienen. Bei Kleinkindern kann ein Mangel an essentiellen Fettsäuren zur Entstehung von Ekzemen führen.

Wenn Lipidablagerungen die Gefäße des Herzens oder des Gehirns verstopfen, kommt es zu einer koronaren Herzkrankheit bzw. einem Schlaganfall; Myokard- oder Gehirngewebe stirbt aufgrund von Sauerstoffmangel (Abb. 26-5).

Tierische Fette enthalten zwei Komponenten, die zur Arteriosklerose beitragen können – gesättigte Fettsäuren und Cholesterin –, doch einige Wissenschaftler bestreiten die Statistiken, die diese Ansicht stützen. Die meisten tierischen Fette, insbesondere Fette aus Fleisch, Milch und Eiern, enthalten relativ viel gesättigte und geringe Mengen ungesättigter Fettsäuren (Tabelle 26-7), mit Ausnahme von Hühner- und Fischölen.

Tabelle 26-7. Fettsäurezusammensetzung typischer tierischer und pflanzlicher Fette

Pflanzliche Fette hingegen sind sehr reich an mehrfach ungesättigten Fettsäuren. In Bezug auf den Kaloriengehalt ist der Wert von gesättigten und ungesättigten Fetten ungefähr gleich, jedoch kann ein starker Verzehr von gesättigten tierischen Fetten zusammen mit geringen Mengen mehrfach ungesättigter Fette zu einer Verringerung der Konzentration von Lipoproteinen hoher Dichte im Blut führen ein Anstieg der Konzentration von Lipoproteinen niedriger Dichte bei vielen (aber nicht allen) Menschen (Abschnitt 12.8) sowie des Gesamtcholesterins.

Reis. 26-5. Atherosklerose ist eine allmähliche Verminderung des Lumens einer Arterie mit kleinem Durchmesser aufgrund des Wachstums von Lipidablagerungen. Die Fotos zeigen Querschnitte von: einer normalen Arterie (A), einer Arterie, in der sich Lipidablagerungen bilden (B), einer Arterie mit verdichteten Ablagerungen (C) und einer Arterie, deren Lumen vollständig durch ein Blutgerinnsel blockiert ist (D).

Es besteht ein Zusammenhang zwischen dem Auftreten einer koronaren Herzkrankheit einerseits und niedrigen Konzentrationen von Lipoproteinen hoher Dichte und hohen Konzentrationen von Lipoproteinen niedriger Dichte sowie dem Gesamtcholesterin andererseits. Daher wird empfohlen, die in Fleisch, Eiern, Milch, Butter und Käse enthaltenen tierischen Fette teilweise zu ersetzen. pflanzliche Fette, reich an mehrfach ungesättigten Fettsäuren. Es ist auch sinnvoll, anstelle von Butter Margarine zu verwenden, da diese durch teilweise Hydrierung gewonnen wird Pflanzenöle(Abschnitt 12.2). Der Hydrierungsprozess, der den Sättigungsgrad dieser Öle erhöht, kann kontrolliert werden. Es gibt zum Beispiel eine „weiche“ Margarine, die einen höheren Gehalt hat Nährwert, im Vergleich zu „harter“ Margarine, da sie mehr mehrfach ungesättigte Fette enthält (Tabelle 26-7). Was Cholesterin betrifft, so beeinflusst es bei manchen Menschen das Verhältnis zwischen den Lipoproteinen im Blut.

Reis. 26-6. Cholesterin. Bei Cholesterinester ist die Hydroxylgruppe (in Rot) mit langkettigen Fettsäuren verestert.

Es kommt in erheblichen Mengen in Produkten tierischen Ursprungs vor, insbesondere in Eigelb, Butter und Fleisch, während es in pflanzlichen Produkten nicht vorkommt. In einer typischen US-Diät beträgt die tägliche Aufnahme von Cholesterin 600–800 mg, hauptsächlich aufgrund von Eigelb. Cholesterin wird aus Acetyl-CoA synthetisiert (Abschnitt 21.16) und kann nur durch Umwandlung in Gallensalze eliminiert werden, die wiederum relativ langsam aus dem Darm ausgeschieden werden. Befindet sich in der Nahrung viel Cholesterin, steigt zwar sein Gehalt im Blut, seine Synthese wird jedoch gehemmt. Es besteht ein ausgewogenes Verhältnis zwischen der im Darm absorbierten, im Gewebe synthetisierten und aus dem Körper ausgeschiedenen Cholesterinmenge. Patienten mit koronarer Herzkrankheit wird häufig zu einer cholesterinarmen Diät geraten gesättigte Fette teilweise durch mehrfach ungesättigte ersetzt. Da die Entstehung einer koronaren Herzkrankheit jedoch neben Rauchen und Bluthochdruck von genetischen Faktoren abhängt, hilft eine Ernährung mit wenig tierischen Fetten und Cholesterin nicht allen Patienten. Atherosklerose scheint einen komplexen Ursprung und eine Anfälligkeit dafür zu haben unterschiedliche Leute anders. Es besteht kein Zweifel, dass die Zusammensetzung der Nahrung die Entstehung dieser Krankheit beeinflusst, aber es ist wahrscheinlich am besten, mit guten Genen geboren zu werden.

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Auswahl riesige Menge Energie bei Kernumwandlungen erklärt auch den sogenannten Massendefekt. Der Kern eines Heliumatoms besteht, wie bereits erwähnt, aus zwei Protonen und zwei Neutronen. Diese Verringerung der Masse wird als Massendefekt bezeichnet.

Die Synthese geht mit der Freisetzung großer Energiemengen einher. Die Atomkerne schwerer Elemente (schwerer als Silber) spalten sich bei Kernprozessen und setzen dabei Energie frei; Die Atomkerne leichter Elemente können sich zu schwereren verbinden und dabei ebenfalls Energie freisetzen. Je weiter die Elemente von der Mitte des Periodensystems entfernt sind, desto größere Energiemengen können bei Kernprozessen freigesetzt werden. Die Kernspaltung schwerer Elemente ist relativ gut untersucht und wird derzeit erfolgreich durchgeführt.

Die Reaktion geht mit der Freisetzung einer großen Energiemenge einher. Gemessen an der freigesetzten Energiemenge entspricht 1 kg Uran 2 Millionen kg Kohle. Ein Neutron, das in die Masse eines radioaktiven Elements eindringt, verursacht die Entstehung von 2 - 3 Neutronen, die wiederum zu neuen Kernreaktionen führen. Letztlich entsteht eine Lawine von Neutronen, die eine Vielzahl von Kernen spaltet. Der lawinenartige Prozess der Spaltung schwerer Kerne wird als nukleare Kettenreaktion bezeichnet.

Dieser Prozess geht mit der Freisetzung riesiger Energiemengen aufgrund eines Massendefekts gemäß dem Einsteinschen Äquivalenzgesetz einher und entwickelt sich aufgrund der Freisetzung neuer Neutronen während des Spaltungsprozesses selbständig, lawinenartig, was zu einer Entstehung führte Es ist möglich, damit eine Atombombe zu bauen.

Vulkanausbrüche gehen mit der Freisetzung großer Energiemengen einher (Tabelle 3.3), genau wie bei Atomexplosionen.

Ein Merkmal von Kernreaktionen ist die Freisetzung großer Energiemengen in Form von kinetischer Energie der entstehenden Teilchen oder in Form von Strahlungsenergie. Bei chemischen Reaktionen wird Energie hauptsächlich in Form von Wärme freigesetzt. Die Energie nuklearer Reaktionen übersteigt die Energie chemischer Reaktionen um ein Millionenfaches. Damit wird die Unzerstörbarkeit von Atomkernen bei chemischen Reaktionen erklärt.

Die Spaltung von Uran-235-Kernen geht mit der Freisetzung einer enormen Energiemenge einher – etwa 20.000.000 kcal pro 1 g umgewandeltem Uran, was ungefähr der Energie von 20 Tonnen Sprengstoff entspricht. Dies ist die Grundlage für die Verwendung von Uran-235 zur Herstellung sogenannter Atombomben.

Die Spaltung von 235U-Kernen geht mit der Freisetzung großer Energiemengen einher.

Die Kernspaltungsreaktion geht mit der Freisetzung großer Energiemengen einher. Dies entspricht der Reaktionswärme der Verbrennung von 2 Millionen kg hochkalorischer Kohle.

Der Zerfall des U235-Kerns geht mit der Freisetzung einer enormen Energiemenge einher: 1 g Uran setzt beim Zerfall die gleiche Energiemenge frei, die durch die Verbrennung von 25 Tonnen Kohle gewonnen wird. Der Hauptanteil der Energie wird in Form der kinetischen Energie der Spaltfragmente freigesetzt. Ungefähr 10 % der bei der Spaltung freigesetzten Energie stammen aus Strahlung.

Das wichtigste Merkmal Bei Kernreaktionen werden große Energiemengen freigesetzt.

Das wichtigste Merkmal von Kernreaktionen ist die Freisetzung enormer Energiemengen in Form von kinetischer Energie der entstehenden Teilchen oder in Form von Strahlungsenergie. Bei chemischen Reaktionen wird Energie hauptsächlich in Form von Wärme freigesetzt. Die Energie nuklearer Reaktionen übersteigt die Energie chemischer Reaktionen um ein Millionenfaches. Dies erklärt die Unzerstörbarkeit von Atomkernen bei chemischen Reaktionen.

Das wichtigste Merkmal von Kernreaktionen ist die Freisetzung enormer Energiemengen in Form von kinetischer Energie der entstehenden Teilchen oder in Form von Strahlungsenergie. Bei chemischen Reaktionen wird Energie hauptsächlich in Form von Wärme freigesetzt.

Der von einem Menschen erzeugte Strom kann ausreichen, um ein Mobiltelefon aufzuladen. Unsere Neuronen stehen unter ständiger Spannung und der Unterschied zwischen Leben und Tod kann anhand der elektrischen Wellen im Enzephalogramm bestimmt werden.

Behandlung mit Stachelrochen

Irgendwie drin Antikes Rom Claudius Galen, der Sohn eines wohlhabenden Architekten und eines angehenden Arztes, spazierte an der Küste des Mittelmeers entlang. Und dann bot sich ihm ein sehr seltsamer Anblick: Zwei Bewohner der umliegenden Dörfer kamen auf ihn zu, ihnen waren elektrische Stachelrochen an den Kopf gebunden! So beschreibt die Geschichte den ersten bekannten Fall der Anwendung von Physiotherapie mit Hilfe lebender Elektrizität. Die Methode wurde von Galen usw. berücksichtigt auf ungewöhnliche Weise Er rettete Gladiatoren vor Schmerzen nach einer Verwundung und heilte sogar den schmerzenden Rücken von Kaiser Mark Antonius selbst, der ihn bald darauf zu seinem Leibarzt ernannte.

Danach begegnete der Mensch mehr als einmal dem unerklärlichen Phänomen der „lebendigen Elektrizität“. Und die Erfahrung war nicht immer positiv. So trafen die Europäer einst, im Zeitalter der großen geographischen Entdeckungen, vor der Küste des Amazonas auf einheimische Zitteraale, die im Wasser eine elektrische Spannung von bis zu 550 Volt erzeugten. Wehe dem, der versehentlich in die Drei-Meter-Tötungszone gefallen ist.

Strom in jedem

Doch zum ersten Mal widmete sich die Wissenschaft der Elektrophysik, genauer gesagt der Fähigkeit lebender Organismen, Strom zu erzeugen, nach einem sehr lustigen Vorfall mit Froschschenkeln im 18. Jahrhundert, die an einem stürmischen Tag irgendwo in Bologna durch Kontakt zu zucken begannen mit Eisen. Betrat die Metzgerei für Französische Delikatesse, die Frau des Bologna-Professors Luigi Galvatti, sah dieses schreckliche Bild und erzählte ihrem Mann von den bösen Geistern, die in der Nachbarschaft wüteten. Aber Galvatti betrachtete dies aus wissenschaftlicher Sicht und nach 25 Jahren harter Arbeit wurde sein Buch „Abhandlungen über die Kraft der Elektrizität in der Muskelbewegung“ veröffentlicht. Darin stellte der Wissenschaftler zunächst fest, dass in jedem von uns Elektrizität vorhanden sei und Nerven eine Art „elektrische Drähte“ seien.

Wie es funktioniert

Wie erzeugt ein Mensch Strom? Dafür gibt es zahlreiche Gründe biochemische Prozesse die auf zellulärer Ebene auftreten. In unserem Körper gibt es viele verschiedene Chemikalien– Sauerstoff, Natrium, Kalzium, Kalium und viele andere. Ihre Reaktionen untereinander erzeugen elektrische Energie. Beispielsweise im Prozess der „Zellatmung“, wenn die Zelle die aus dem Wasser aufgenommene Energie freisetzt, Kohlendioxid usw. Es wiederum wird in speziellen chemischen Hochenergieverbindungen, nennen wir sie „Speicher“, abgelegt und anschließend „nach Bedarf“ genutzt.

Aber das ist nur ein Beispiel – es gibt viele chemische Prozesse in unserem Körper, die Strom erzeugen. Jeder Mensch ist ein wahres Kraftpaket, das im Alltag genutzt werden kann.

Erzeugen wir viel Watt?

Menschliche Energie als alternative Energiequelle ist längst kein Traum von Science-Fiction-Autoren mehr. Der Mensch hat große Chancen als Stromerzeuger; er kann aus fast jeder unserer Handlungen erzeugt werden. Mit einem Atemzug können Sie also 1 W erreichen, und ein ruhiger Schritt reicht aus, um eine 60-W-Glühbirne mit Strom zu versorgen, und es reicht aus, um Ihr Telefon aufzuladen. So kann der Mensch das Problem mit Ressourcen und alternativen Energiequellen im wahrsten Sinne des Wortes selbst lösen.

Jetzt müssen wir nur noch lernen, die Energie, die wir so nutzlos verschwenden, dorthin zu übertragen, wo sie gebraucht wird. Und Forscher haben diesbezüglich bereits Vorschläge. Daher wird die Wirkung der Piezoelektrizität, die durch mechanische Einwirkung Spannung erzeugt, aktiv untersucht. Darauf aufbauend schlugen australische Wissenschaftler bereits 2011 ein Modell eines Computers vor, der durch Tastendruck aufgeladen werden sollte. In Korea entwickeln sie ein Telefon, das durch Gespräche, also durch Schallwellen, aufgeladen wird, und eine Gruppe von Wissenschaftlern des Georgia Institute of Technology hat einen funktionierenden Prototyp eines „Nanogenerators“ aus Zinkoxid erstellt Es wird in den menschlichen Körper implantiert und erzeugt bei jeder unserer Bewegungen Strom.

Aber das ist noch nicht alles: Um Solarpaneelen in einigen Städten zu helfen, werden sie Energie aus der Hauptverkehrszeit gewinnen, genauer gesagt aus Vibrationen, wenn Fußgänger und Autos gehen, und diese dann zur Beleuchtung der Stadt nutzen. Diese Idee wurde von Londoner Architekten des Büros Facility Architects vorgeschlagen. Sie sagen: „In Spitzenzeiten passieren 34.000 Menschen in 60 Minuten die Victoria Station. Man muss kein mathematisches Genie sein, um zu verstehen, dass man, wenn man diese Energie anwendet, tatsächlich etwas Großes bewirken kann nützliche Quelle Energie, die derzeit verschwendet wird.“ Übrigens nutzen die Japaner dafür bereits Drehkreuze in der U-Bahn von Tokio, durch die täglich Hunderttausende Menschen passieren. Schließlich sind die Eisenbahnen die wichtigsten Transportarterien Land der aufgehenden Sonne.

„Wellen des Todes“

Lebendige Elektrizität ist übrigens die Ursache vieler sehr seltsamer Phänomene, die die Wissenschaft immer noch nicht erklären kann. Die vielleicht berühmteste davon ist die „Welle des Todes“, deren Entdeckung dazu führte neue Bühne Debatten über die Existenz der Seele und die Natur der „Nahtoderfahrung“, über die manchmal Menschen berichten, die einen klinischen Tod erlebt haben.

Im Jahr 2009 wurden in einem der amerikanischen Krankenhäuser Enzephalogramme von neun Sterbenden erstellt, die zu diesem Zeitpunkt nicht mehr gerettet werden konnten. Das Experiment wurde durchgeführt, um einen langjährigen ethischen Streit darüber beizulegen, wann eine Person wirklich tot ist. Die Ergebnisse waren sensationell – nach dem Tod explodierte das Gehirn aller Probanden, die bereits hätten getötet werden sollen, buchstäblich – darin entstanden unglaublich starke Ausbrüche elektrischer Impulse, die noch nie bei einem lebenden Menschen beobachtet worden waren. Sie traten zwei bis drei Minuten nach dem Herzstillstand auf und dauerten etwa drei Minuten. Zuvor wurden ähnliche Experimente an Ratten durchgeführt, bei denen das Gleiche eine Minute nach dem Tod begann und 10 Sekunden dauerte. Wissenschaftler haben dieses Phänomen fatalistisch als „Todeswelle“ bezeichnet.

Die wissenschaftliche Erklärung für „Todeswellen“ hat viele ethische Fragen aufgeworfen. Laut einem der Experimentatoren, Dr. Lakhmir Chawla, werden solche Ausbrüche der Gehirnaktivität durch die Tatsache erklärt, dass Neuronen aufgrund von Sauerstoffmangel elektrisches Potenzial verlieren und sich entladen und „lawinenartige“ Impulse aussenden. „Lebende“ Neuronen stehen ständig unter einer kleinen negativen Spannung von 70 Minivolt, die durch die Entfernung positiver Ionen, die draußen bleiben, aufrechterhalten wird. Nach dem Tod ist das Gleichgewicht gestört und die Polarität der Neuronen wechselt schnell von „Minus“ zu „Plus“. Daher die „Todeswelle“.

Wenn diese Theorie richtig ist, zieht die „Todeswelle“ im Enzephalogramm die schwer fassbare Grenze zwischen Leben und Tod. Danach kann die Funktion des Neurons nicht wiederhergestellt werden, der Körper kann keine elektrischen Impulse mehr empfangen. Mit anderen Worten: Es hat keinen Sinn mehr, dass Ärzte um das Leben eines Menschen kämpfen.

Was aber, wenn Sie das Problem von der anderen Seite betrachten? Schlagen Sie vor, dass die „Todeswelle“ der letzte Versuch des Gehirns ist, dem Herzen eine elektrische Entladung zu verabreichen, um seine Funktion wiederherzustellen. In diesem Fall sollten Sie während der „Todeswelle“ nicht die Arme verschränken, sondern diese Chance nutzen, um Leben zu retten. Das sagt der Wiederbelebungsarzt Lance-Becker von der University of Pennsylvania und weist darauf hin, dass es Fälle gegeben hat, in denen eine Person nach einer „Welle“ „zum Leben erweckt“ wurde, was bedeutet, dass ein heller Anstieg elektrischer Impulse im menschlichen Körper ausgelöst wurde. und dann ein Rückgang kann noch nicht als letzte Schwelle angesehen werden.

„Der Mensch ist kein Herd“ – Kalorienzählen ist nicht nötig! ….oder warum Kalorienzählen notwendig ist.

Für diejenigen, die fest davon überzeugt sind, dass der menschliche Körper kein Herd ist, dass darin keine Kalorien „verbrannt“ werden, dass das Zählen von Kalorien unnötig, schädlich und nicht sinnvoll ist, veröffentlichen wir einen Beitrag von Oleg Tern, in dem er sehr sorgfältig vorgeht geht der Frage nach, warum ein Mensch einen Herd hat und warum Kalorien zählen Der beste Weg abnehmen.

Den neuesten Daten zufolge sind einige grundlegende Dinge, ohne die die Annäherung an die Diätetik so wäre, als würde man ein Raumschiff entwerfen, ohne die Mathematik zu verstehen, nicht jedem klar. Manche Leute sind sogar stolz darauf, obwohl ich das nicht tun würde. Für diejenigen, die verstehen wollen, was sie antworten sollen, wenn jemand berühmt und selbstlos behauptet, dass „der Mensch kein Herd ist“, traditionelle Wörter mit mehreren Buchstaben.

In der Ausgabe: Zurück zur Schule für diejenigen, die alles verschlafen haben – eine Feuershow mit doppeltem Cheeseburger, Coca-Cola und kleinen Kartoffeln – die Wissenschaft hat Analphabetismus und Ignoranz erneut besiegt – Wettervorhersager ruhen sich aus, während andere abnehmen.

Zunächst ein paar Punkte für diejenigen, die Physik und Chemie übersprungen haben.

Die erste Frage ist die Person, die hauptsächlich an der Diskussion beteiligt ist.

Kalorie (kal, cal) – eine nichtsystemische Einheit für die Menge an Arbeit und Energie, gleich der Menge Wärme, die erforderlich ist, um 1 Gramm Wasser um 1 K (Kelvin ist ein Maß für die Temperatur) bei einem Standardatmosphärendruck von 101,325 kPa zu erhitzen.

In der Vergangenheit wurde die Kalorie häufig zur Messung von Energie, Arbeit und Wärme verwendet. Heutzutage wird diese Maßeinheit hauptsächlich auf zwei Arten verwendet – um die Wärmemenge zu messen, die von einigen Geräten erzeugt oder verbraucht wird, hauptsächlich in Versorgungsunternehmen (Batteriewärme wird in Gigakalorien gemessen, nächsten Winter Sie können beim Wohnungsamt nachfragen, ob Ihre Batterien ausreichend Wärme produzieren; wenn Sie Kalorien erwähnen, werden sie normalerweise nervös); sowie in uns bekannten Fragen – bei der Berechnung des Kaloriengehalts von Lebensmitteln und der von einem Menschen geleisteten Arbeit.

Noch eins wichtiger Punkt, die aus irgendeinem Grund jeder hartnäckig ignoriert – die Gesetze der Erhaltung.

Dies sind grundlegende physikalische Gesetze, nach denen einige Eigenschaften eines geschlossenen Systems trotz jeglicher Änderungen im System unverändert bleiben. Die wichtigsten sind die Gesetze zur Erhaltung von Materie und Energie.

Das Gesetz zur Erhaltung der Materie besagt, dass Materie weder erzeugt noch zerstört wird; Bei chemischen Umwandlungen bleibt die Gesamtmasse unverändert. Auch die Gesamtenergiemenge im System bleibt unverändert; Energie wird nur von einer Form in eine andere umgewandelt. (Es gibt auch Gesetze zur Erhaltung des Impulses, der elektrischen Ladung usw.).

Die Gesetze zur Erhaltung von Materie und Energie sind nicht ganz korrekt – unter bestimmten Bedingungen kann Materie in Energie umgewandelt werden und umgekehrt, aber zum menschlichen Körper Dies ist zumindest solange nicht relevant, bis er in die thermonukleare Fusionszone gelangte oder auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt wurde. Es stimmt, einige verrückte Prana-Esser denken, dass es bei E=MC2 um sie geht.

Außerdem. Erinnern wir uns an interatomare Bindungen in organischen Molekülen. Ich weiß, dass nur wenige Leute bis hierher gelesen haben, und sie werden mit dem ersten Bild und Wort belohnt, das eine langweilige Biochemiestunde auflockern könnte – Alkohol. Erinnern wir uns an die Formel von Alkohol, unserem Lieblingsalkohol, Ethyl, dem gleichen C2H5OH. Sein Molekül kann auf zwei Arten dargestellt werden:

Im zweiten Bild sehen Sie horizontale und vertikale Stäbe – das sind die gleichen interatomaren Bindungen, die die Atome im Molekül halten. Sie enthalten potentielle Energie – wenn diese Bindungen irgendwie gespalten werden, zum Beispiel durch die Verbrennung von Alkohol in Gegenwart von Sauerstoff unter Bildung neuer Moleküle – Kohlendioxid und Wasser (CO2 und H2O), dann wird die überschüssige Energie freigesetzt in Form von Wärme.

Es ist leicht zu verstehen, dass, wenn wir am Eingang ein Molekül Alkohol und drei Moleküle Sauerstoff haben und am Ausgang zwei Moleküle Kohlendioxid und drei Moleküle Wasser (eine konstante Substanzmenge), dann die Menge an Die bei einer solchen Reaktion freigesetzte Energie wird gemäß dem Erhaltungssatz, egal wie sehr wir sie verzerren, dieselbe sein. Was auch immer wir tun – wir führen Katalysatoren in die Reaktion ein, verbrennen Alkohol im Ofen oder mit Streichhölzern, führen mehrstufige biochemische Umwandlungen durch – in jedem Fall wird bei dieser Reaktion die gleiche Energiemenge freigesetzt.

Was ist los mit Alkoholmolekül im Organismus? Lesen Sie es in Ruhe, es ist nützlich für die allgemeine Entwicklung und um Kindern zu erklären, was Alkoholismus ist. Alkohol wird im Körper recht komplex und in mehreren Stufen umgewandelt, letztlich aber unter Beteiligung von Sauerstoff in Wasser und Kohlendioxid zerlegt. Wie viel Energie kann also bei solchen Reaktionen freigesetzt werden? Die gleiche Menge wie beim Verbrennen in einem Ofen, so viel, wie bei der Spaltung interatomarer Bindungen und der Bildung neuer Bindungen freigesetzt werden kann.

Also haben wir herausgefunden, dass wenn überhaupt organische Substanz Bei der Verbrennung zu den Endprodukten – Wasser, Kohlendioxid und anderen Stoffen (z. B. Stickoxid oder Schwefel, wenn man die darin enthaltenen Aminosäuren verbrennt) in Gegenwart von Sauerstoff wird eine bestimmte Energiemenge freigesetzt, die kann in Kalorien gemessen werden. Diese Menge wird durch die Anzahl der interatomaren Bindungen bestimmt, die am Oxidationsprozess beteiligt waren – aus ihnen wurde Energie freigesetzt, weil die Stoffmenge bleibt unverändert (Anzahl der Atome - Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff usw.). Und in allen Situationen wird überall dort, wo die Oxidation eines Moleküls stattfindet, die gleiche Menge dieser Energie freigesetzt.

Um herauszufinden, wie viel Energie (Wärme) aus diesen Molekülen freigesetzt werden kann, wurden sie einst tatsächlich in Öfen verbrannt hohe Temperatur verschiedene Nährstoffe und finden Sie heraus, wie viele Kalorien dabei freigesetzt werden. Heutzutage verbrennt niemand mehr einen Hamburger, Coca-Cola und kleine Pommes Frites im Ofen, um herauszufinden, wie viele Kalorien sie enthalten – das macht Spaß, aber Wissenschaftler haben nicht nur Spaß an ihrer Arbeit, wie viele denken.

Das untersuchte Produkt wird einer chemischen Analyse unterzogen und es wird festgestellt, wie viel Eiweiß, Fett, Kohlenhydrate und andere Stoffe es enthält. Somit wird die Proteinmenge durch Proteinstickstoff bestimmt (das Produkt wird mit Schwefelsäure in Gegenwart eines Katalysators verbrannt und das freigesetzte Ammoniakvolumen gemessen). Zucker werden extrahiert Ethylalkohol. Stärken werden in Wasser oder Salzlösung usw. gelöst. usw. Wissen chemische Zusammensetzung Bei einem Produkt wird der Kaloriengehalt rein rechnerisch anhand der zu den Bestandteilen vorliegenden Daten berechnet.

Gleichzeitig geben die Zahlen Aufschluss über die Energiemenge, die durch die Oxidation dieser Nährstoffe gewonnen wird Substanzen im Körper– unter Berücksichtigung der Tatsache, dass nicht alles in unserem Körper vollständig ausbrennt. Als Ergebnis stellt sich heraus, dass 1 g Protein oder Kohlenhydrate im Körper etwa 4 kcal liefert; 1 g Fett – 9 kcal (im Ofen weichen diese Zahlen geringfügig ab).

Wie Sie sehen, werden Stoffe mit unterschiedlicher Struktur auf das gleiche Maßsystem reduziert – Kalorien. Dies bedeutet, dass wir die menschliche Buchhaltung (Einnahmen/Ausgaben) anhand nur einer Maßeinheit auswerten können, und dies wird das System als Ganzes bereits recht eindeutig charakterisieren.

Nun zu den Schwierigkeiten, die in dieser ganzen Küche auftreten – was soll eigentlich gemeint sein, wenn man von der abgedroschenen Banalität spricht, dass ein Mensch nicht backt und komplex ist? Ein paar Beispiele.

Zur Alkoholverarbeitung Energie wird verschwendet– sowie zur Verarbeitung von Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten. Und jede dieser Komponenten erfordert unterschiedliche Kosten – zum Beispiel wird für die Proteinverarbeitung 10–20 Prozent mehr aufgewendet als für die Verarbeitung von Fetten oder Kohlenhydraten, sodass aus Proteinen weniger Energie gewonnen werden kann. Und noch ein Teil Nährstoffe Es wird nicht verdaut oder absorbiert und verlässt unseren Körper auf dem Transportweg, obwohl dafür auch Energie aufgewendet werden muss. Es ist ziemlich schwierig, selbst diese wenigen Faktoren zu berücksichtigen. Und es gibt noch andere.

Ist unser der Körper verbringt Energie zum Heizen und Kühlen. Darüber hinaus heizt und kühlt es gleichzeitig. Im Sommer beispielsweise erwärmen wir den Körper trotz der Hitze weiter, während wir Energie für die Kühlung aufwenden – Schwitzen, Atmen usw. Wenn eine Person an Thyreotoxikose leidet, ist ihr Stoffwechsel erhöht und sie gibt mehr für das Heizen aus als andere Menschen. Allerdings muss die Körpertemperatur normal sein – daher wird mehr für die Kühlung aufgewendet, und zwar deutlich mehr. Es muss erklärt werden, warum er dünner ist als eine Person mit Hypothyreose, wenn der Stoffwechsel (Erwärmung) im Gegenteil langsam ist? Wenn das Beispiel nicht klar ist, dann schalten Sie im Winter die Klimaanlage ein, öffnen Sie die Fenster und heizen Sie die Wohnung mindestens ein paar Tage lang mit Heizgeräten – und im nächsten Monat erhalten Sie eine Überraschung in Form einer Stromrechnung.

Es ist die Gesamtheit dieser Faktoren (und davon gibt es viele), die das System schlecht vorhersehbar machen. Eine Person verliert um 2,5 Tausend Kalorien, die zweite nimmt um 1,5 zu – ein Paradoxon? Überhaupt nicht, alles ist erklärbar – aber viel schwieriger vorherzusagen.

Es ist schwierig, aber es ist möglich – zumindest machen es sowohl Profis als auch einfach erfahrene Leute ganz angemessen – zumindest besser, als das hydrometeorologische Zentrum das Wetter vorhersagt. Wie ist das möglich?

Obwohl der Körper ein komplexer Mechanismus ist, ist er kein Chaos, sondern ein kontrolliertes System. Und dieses System ist auf eine bestimmte Art und Weise konfiguriert, um zu existieren. Wenn wir das Beispiel mit Heizen und Kühlen fortsetzen, können wir sagen, dass es einen Thermostat gibt, der all dies reguliert – er befindet sich im Hypothalamus und hält ungefähr den gleichen Zustand des Körpers, einschließlich des Gewichts. Und es ist auch möglich, sein Verhalten vorherzusagen – zumindest über einen längeren Zeitraum, sofern sich die Existenzbedingungen nicht dramatisch ändern, bleiben diese Einstellungen einigermaßen stabil.

Wir verfügen nicht über angemessene Mechanismen zur Bewertung der vom Körper verbrannten Kalorien (wir können niemanden, der abnehmen möchte, in eine Kammer schicken, in der die Menge der verbrauchten Energie ermittelt wird, wie dies zur Bewertung verschiedener Arten von Übungen der Fall war – ich frage mich, wie sie das tun). haben die Anzahl der Kalorien gemessen, die beim Sex verbraucht wurden, mit oder ohne Licht? ; und den Tabellen zufolge handelt es sich bei den erhaltenen Werten um sehr durchschnittliche Höchstwerte) – aber wir können leicht zählen Anzahl der Kalorien, die in den Körper gelangen.

Wenn das Gewicht stabil ist, befindet sich der Körper in der aktuellen Menge verbrauchte Kalorien den gleichen Betrag, den er erhält. Und uns bleiben zwei einfache Möglichkeiten: Entweder wir halten den Kaloriengehalt der Nahrung stabil, versuchen aber, ihn zu erhöhen/zu verringern Verschwendung von Kalorien, abhängig von unseren Bedürfnissen, oder einfacher gesagt, wir manipulieren die Menge an Kalorien, die wir aus der Nahrung aufnehmen können. Tabellen und berechnete Werte helfen uns – sie werden erstellt, damit wir die Wahl der Strategie irgendwie steuern können, aber sie sind nicht absolut, weil Das Verhalten komplexer menschlicher biologischer Maschinen kann nicht vollständig vorhergesagt werden.