Вы когда-нибудь задумывались, что общего у вас, уважаемый читатель, с горящей лампочкой, работающим телевизором и грозовой тучей? Ответ — электричество.
Но в отличие от всех этих вещей, вы не просто потребляете энергию. Вы её сами создаёте. Вы — живая, дышащая, мыслящая электростанция. И эта история — о том, как мы устроены внутри, и почему мир снаружи, к примеру, «возмущение» Солнца, отзывается в некоторых из нас болью.
Наш внутренний Илон Маск: Кто правит балом?
Итак, мы, человек – это по существу биохимическая электростанция. И наш организм, как «топливный элемент», а вовсе не как «ДВС», перерабатывая органическое «топливо», то есть пищу, вырабатывает, в том числе, и «электроэнергию». Точнее, он преобразует химическую энергию пищи в энергию для работы клеток, и часть этой работы напрямую связана с созданием электрических потенциалов.
И сколько же нам нужно энергии для жизни?
Среднесуточное энергопотребление взрослого человека:
- В состоянии покоя (основной обмен): около 100 Вт (как лампочка накаливания).
- При умеренной активности (офисная работа, прогулки): около 200-250 Вт.
- При тяжелой физической нагрузке: может достигать 500-800 Вт и даже кратковременно до 1000 Вт (как у мощного электрочайника!).
А кто главные потребители?
Если бы наше тело было корпорацией, генеральным директором был бы мозг. Этот орган весом в полтора килограмма, потребляя в пределах 20 — 25 Ватт (примерно как энергосберегающая лампа!), умудряется быть самым прожорливым потребителем энергии в организме. Это около 20% от общего обмена в состоянии покоя. Каждая ваша мысль, каждое воспоминание, каждое прочитанное сейчас слово — это миллиарды микроскопических электрических разрядов, бегущих по нейронам.
Почти вся энергия, на которой «работает» мозг, уходит именно на генерацию и передачу нервных импульсов (поддержание разности потенциалов на мембранах нейронов и работу синапсов). Мозг — это один из главных «потребителей биоэлектричества».
С мозгом по энергопотреблению может посоперничать только что – печень. Она «курирует» всю логистику и производство. Это целая химическая фабрика (детоксикация, синтез белков, метаболизм жиров), чья работа также основана на перекачке ионов и создании электрических градиентов. И на всю эту деятельность печень забирает ~ 20-25% «бортового биоэлектричества».
Главный операционный директор — сердце. Оно потребляет ~ 10-15% объёма энергии в состоянии покоя. Его неустанная работа — это тоже электричество. Специальные клетки-водители ритма генерируют импульсы, заставляющие сердечную мышцу сокращаться. Это наш внутренний метроном, работающий от батареек. Можно также сказать, что Сердце — это идеальный пример преобразования биоэлектричества в механическую работу.
Далее идут почки. Они потребляют около 5-10% энергии. Эта энергия идёт на фильтрацию крови и концентрацию отходов переработки топлива-пищи — активные процессы, требующие огромных затрат энергии на перекачку ионов через мембраны клеток канальцев. Это чистая «ионная насосная станция».
Следующие по энергопотреблению – это мышцы. В состоянии покоя они берут мало энергии, но при физической нагрузке их доля в энергопотреблении может взлетать до 50-70% от общих затрат. Эта энергия тратится на сокращение мышц. Этот процесс запускается электрическим сигналом от нерва, который приводит к высвобождению ионов кальция внутри мышечного волокна.
Вся эта деятельность требует «топлива». И его ежесуточный эквивалент — около 5 кВт·ч. Этого хватит, чтобы ваш ноутбук работал почти двое суток без остановки. Вопрос: откуда мы берём эту энергию?
Магия в митохондриях: Как булка превращается в мысль
Процесс превращения куска хлеба или шоколада в нервный импульс напоминает работу сложнейшей биохимической электростанции. Её ключевые игроки — митохондрии.
Представьте себе клетку. Внутри нее — митохондрия, похожая на миниатюрную гидроэлектростанцию. Вы съедаете пищу, где углеводы (хлеб, каша, сахар) расщепляются до глюкозы, жиры расщепляются до жирных кислот, а белки до аминокислот. Далее происходит чудо:
- Создание протонного напора: По «лестнице» дыхательной цепи бегут электроны, снятые с молекул пищи. Их энергия используется для «перекачки» протонов (положительно заряженных частиц) через мембрану — как если бы мы закачивали воду в высокогорное водохранилище. Снаружи мембраны скапливается «+», внутри — «-». Возникает напряжение.
- Запуск турбины: Единственный путь для протонов вернуться — через молекулярную «турбину» под названием АТФ-синтаза. Поток протонов заставляет её вращаться, и эта механическая энергия идёт на «зарядку» универсальных клеточных батареек — молекул АТФ (аденозинтрифосфат).
- Рождение импульса: Теперь, когда у нейрона есть «заряженные батарейки» АТФ, он тратит их на работу ионных насосов. Эти насосы создают на мембране нервной клетки разность потенциалов: внутри отрицательно, снаружи положительно. Как только приходит сигнал, «шлюзы» открываются, и внутрь устремляются положительные ионы. Происходит крошечный электрический разряд — потенциал действия. Это и есть мысль, это и есть команда мышце, это и есть — жизнь.
Мы — это не метафора, а буквально ходячий, говорящий и мыслящий электрический ток.
Когда солнце чихает, а мы заболеваем: фантомные боли биоэлектрического существа.
Если мы настолько электрические, то закономерен вопрос: почему некоторые из нас, «метеочувствительные», словно барометры, реагируют на возмущения магнитного поля Земли, вызванные вспышками на Солнце? Наука пока не даёт одного ответа, но предлагает убедительные гипотезы.
- Густая кровь. В нашей крови есть железо. Во время магнитных бурь его свойства могут меняться, что ведёт к увеличению вязкости крови. Сердцу приходится работать с перегрузкой, чтобы протолкнуть эту более густую субстанцию по сосудам. Отсюда — головные боли, скачки давления, боль в сердце.
- Сбитые внутренние часы. В нашем мозге есть шишковидная железа (эпифиз), отвечающая за выработку гормона сна — мелатонина. Удивительно, но в этой железе нашли… кристаллы магнетита. Фактически, у нас внутри встроен микроскопический компас. Когда внешнее магнитное поле Земли, обычно стабильное, вдруг начинает «дергаться» из-за солнечной бури, этот внутренний компас сходит с ума. Выработка мелатонина нарушается, что приводит к бессоннице, раздражительности и гормональному дисбалансу.
- Помехи в эфире. Наши мозг и сердце работают на определенных электрических ритмах. Геомагнитные бури создают в атмосфере низкочастотные электромагнитные «шумы». Если частота этого шума совпадает с частотой наших внутренних ритмов, возникает резонанс — как когда оперный певец голосом разбивает бокал. Эта интерференция может дезориентировать нервную систему, вызывая тревогу, головокружение и замедление реакции.
Так что метеочувствительность — это не миф или блажь. Это атака извне на нашу внутреннюю электрическую вселенную. Для здорового организма это лишь легкий фоновый стресс, но для тех, чья система уже ослаблена, это может стать последней каплей.
Эпилог: Мы — дитя двух стихий.
Мы живём в двух мирах одновременно. В мире биологическом, состоящем из плоти и крови, и в мире физическом, пронизанном невидимыми силовыми полями и токами. Наша уникальность в том, что мы — мост между ними.
Мы берём химическую энергию из пищи и превращаем её в электричество мысли. И в то же время мы настолько тонко настроенные электрические существа, что способны ощущать дыхание своей звезды за 150 миллионов километров.
Так что в следующий раз, почувствовав внезапную головную боль во время солнечной бури или поразившись скорости собственной мысли, вспомните: внутри вас горит невидимый свет, бегут неосязаемые молнии и работает совершенная электростанция. И это — самое настоящее чудо.
Приблизительное время чтения: 7 минут