Главная --- Интересные факты --- Деятельность головного мозга и закон сохранения энергии
Деятельность головного мозга и закон сохранения энергии
Опубликовано: 24.10.2014
Закон сохранения энергии для живых существ
Жизнедеятельность любой клетки немыслима без энергетического обмена между ней и внешней средой. Богатые энергией питательные вещества в результате химических реакций преобразуются и усваиваются в клетках, а конечные продукты распада с более низким содержанием энергии удаляются из них.
Отметим: то, что обычно называется энергией, может проявляться в природе в самых различных формах, наиболее известные из них - это энергия тепла, энергия излучения и энергия движения. Закон сохранения энергии справедлив и для живых существ.
На что расходуется энергия головного мозга
Совершение механической работы. Напомним, что потребляемой головным мозгом энергии (приблизительно 600 ккал в сутки) достаточно, чтобы груз массой в 100 кг поднять на высоту более 2,5 км. Поэтому просто невозможно представить, какие механические процессы должны происходить в головном мозге, чтобы была потрачена даже часть этой огромной энергии. Как и во всем организме в мозге совершается множество различных движений на молекулярном и клеточном уровне.
В силу того, что масса молекул, скорость их движения и амплитуда колебаний достаточно малы, то и кинетическая энергия этих движений очень мала и влияет в основном на температуру тканей.
Отметим, что движение крови, лимфы и цереброспинальной жидкости связано напрямую не с деятельностью нейронов мозга, а с работой сердца. Поэтому можно утверждать, что энергия, потребляемая головным мозгом, практически не тратится на совершение механической работы (~ 0%).
Пополнение энергетических запасов клеток головного мозга. физиологии известно, что при остановке кровоснабжения головного мозга энергетических запасов в его клетках хватает на ~ 4-10 с до полной потери сознания. Таким образом, энергетические запасы мозга для поддержания «сознательной» деятельности составляют максимум 10x30=300 Дж, или ~ 70 кал. Максимальное время, в течение которого нейроны еще живут (хотя уже и не в состоянии поддерживать работу сознания), не превышает восьми минут. Каково при этом потребление энергии нейронами неизвестно, но если даже предположить, что оно такое же, как и при нормальной работе сознания, то максимальные энергетические запасы мозга равны 30x60x8=14 400 Дж, или всего около 3,44 ккал. Получается, энергетические запасы мозга (постоянно существующие, а не пополняемые) составляют лишь 3,44x100/600=0,57% от энергии, потребляемой мозгом в сутки.
Других энергетических запасов в головном мозге нет, иначе мозг их обязательно использовал бы для сохранения своей жизнедеятельности. Значит на пополнение энергетических запасов головного мозга потребляемая энергия не расходуется (~ 0%).
Главная --- Интересные факты --- Деятельность головного мозга и закон сохранения энергии
врач стоматолог ортопед по ссылке