Вы знаете, что белые шарики разделяются по своим свойствам на группы; некоторые из них имеют специальную обязанность - бороться с вредными микроорганизмами, проникающими в тело. Понятно, что те органы, в которых происходит развитие белых шариков, являются и очагами борьба с разными микроорганизмами. При инфекционных болезнях происходит ожесточенная борьба между белыми шариками и микроорганизмами в селезенке и лимфатических железах. Вы знаете, что если поранить, например, руку и если рану заберутся микроорганизмы, то происходит распухание лимфатических узлов, которые стоят на страже организма и не пускают в глубь его вредных микроорганизмов. То же происходит и в селезенке. В ней можно открыть массу посторонних организмов, которые там разрушаются белыми кровяными тельцами.
Подобно тому как селезенка и лимфатические узлы есть место фабрикации белых кровяных шариков, костный мозг служит местом развития красных кровяных телец. В костном мозгу можно встретить и разнообразные промежуточные формы их. Я говорю вам о тельцах крови очень кратко, потому что все относящееся сюда читается вам подробно на лекциях по гистологии.
Рядом с указанными общепризнанными фактами о морфологическом значении названных органов, как я уже сказал, есть факты и относительно химизма их. Но факты эти пока очень мелки и не всеми учеными признаются.
Физиология теплорегуляции
Лекция первая. Превращения энергии. - источники тепла в теле. - закон сохранения энергии. - холоднокровные и теплокровные животные. - регуляция панства температуры тела. - работа кожных сосудов и потовых желез
Перехожу теперь к очень важному для медика отделу относительно регуляции теплоты в организме. Вам ясен основной факт, что животное забирает в себя с пищей огромное количество химической энергии. Пищевые вещества, превращаясь, проделывая химические процессы, освобождают в теле животного связанную энергию. Возникает вопрос: в какие же формы энергии превращается освобожденная химическая энергия? Конечно, во-первых, это будет механическая энергия. Ведь каждое животное двигается и представляет собой до некоторой степени мотор. Возьмите лошадей, волов. Их роль теперь на наших глазах заменяется простыми моторами. ые моторы лошади - заменяются моторами мертвыми.
Другим родом энергии, в которую переходит химическая энергия пищи, будет тепло. Вы знаете, что тепловая энергия очень важна для живого организма. Тепло есть один из признаков жизни. Когда перед вами лежит недвижущееся человеческое тело, то первое впечатление, по которому вы судите о том, жив человек или нет, - температурное ощущение, получаемое от него: тепел он или холоден. Вы прикладываете руку и, если тело совсем холодно, заключаете, что оно уже мертво, а если в нем есть теплота, то оно, значит, еще сохранило жизнь.
Наконец третьей энергией будет электрическая энергия, о чем вы уже знаете из лекций по общей мышечной и нервной физиологии. Но этой энергии в организме гораздо меньше и открывается она очень трудно, при помощи специальных приборов, тогда как первые две бросаются в глаза всякому. Так что электрическую энергию надо поставить на второй план по сравнению с огромным количеством двигательной и тепловой энергии.
Таков, значит, результат тех химических превращений, которые происходят с пищей в организме: иих рождаются механическая, тепловая и электрическая энергии.
Сегодняшняя лекция и будет посвящена самой важной из всех этих энергий - тепловой. Вы знаете, что все организмы производят тепло. По этому признаку они все делятся на две группы: на животных с постоянной температурой, или теплокровных, и на животных с меняющейся температурой, или холоднокровных. Мы, конечно, - теплокровные животные, а лягушки, например, у которых температура тела колеблется в зависимости от внешних условий, - холоднокровные.
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.