Айзек Азимов - Загадки мироздания

• Название: Загадки мироздания
• Автор: Айзек Азимов
• Издательство: Центрполиграф
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2007
• ISBN: 978-5-9524-2848-5

Знаменитый писатель-фантаст, ученый с мировым именем, великий популяризатор науки, автор множества научно-популярных, фантастических, детективных, исторических и юмористических изданий приглашает вас в мир загадок прошлого, настоящего и будущего.

В этой книге Азимов рассказывает об удивительных явлениях и фактах — известных и малоизвестных, открытиях, ошибках и гениальных догадках ученых. Просто он рассказывает о сложном — белках и ДНК, гормонах и ферментах, лазерах и космических кораблях, теории относительности и истоках Вселенной. Каким должен быть марсианин? Что изменится в повседневной жизни американца 1990 года? Какие проблемы будут угрожать нашей планете и цивилизации в ближайшие века? Возможно ли вернуться назад во времени? Как будет выглядеть всемирная выставка 2014 года? Сможет ли человечество дотянуться до звезд?…

Он не верит в инопланетян в летающих тарелках, но предполагает, какими будут колонии на Луне, когда станут осваивать Марс и какова во всем этом роль научной фантастики.

---

Может быть, у таких людей просто что-то не в порядке с аппетитом? Можно провести аналогию между аппетитом и термостатом, регулирующим температуру обогревательных приборов. Термостат можно настраивать на различные значения, и может получиться так, что под его руководством обогреватель поднимет температуру в комнате несколько выше комфортной; так и аппетит может оказаться настроенным на разные уровни. Тот, у кого настройки аппетита сбиты в сторону завышения потребностей, становится Человеком Голодным. Он и проголодается раньше других, и дольше будет оставаться голодным — неудивительно, что ему предстоит быстро обрасти жиром.

Это плохо. По нашим американским меркам, жирным быть некрасиво, и к тому же мы четко знаем, что излишний вес представляет собой опасность для здоровья. Для толстяка вероятность заболеть диабетом в четыре раза выше, чем для человека с нормальным весом, а болезнями сердечно-сосудистой системы — в два раза. Из соображений заботы как о своей внешней привлекательности, так и о своем здоровье многие толстяки пытаются похудеть — обычно для этого садятся на диету. Но для людей с повышенным аппетитом диета — это мучение. Кроме того, на урезание рациона организм такого человека реагирует, как правило, снижением двигательной активности, в результате чего, несмотря на все претерпеваемые муки, такие люди теряют меньше веса, чем люди с нормальным аппетитом, потребляющие тот же объем пищи.

Садясь на диету, толстяк, можно сказать, вручную удерживает бегунок регулятора своего аппетита на нужной позиции. Такому худеющему приходится все время быть начеку, ведь стоит ему расслабиться, как аппетит снова становится прежним и вес опять начинает расти. Вокруг нас полно толстяков, которые когда-то путем долгих усилий сумели похудеть, а затем снова набрали весь свой вес.

На аппетит можно воздействовать не только с помощью одних лишь волевых усилий. Можно принимать таблетки, снижающие аппетит. Можно попытаться «обмануть» организм, если есть очень медленно или маленькими порциями. Существуют целые «обманные» диеты, основанные на употреблении жирной пищи с низким содержанием углеводов, поскольку жиры якобы быстрее утоляют аппетит, чем углеводы, и при этом на более долгий срок. Но какие уловки ни используй, как только от них откажешься — вес в конце концов снова вернется к прежнему уровню.

Где же находится регулятор аппетита и как он работает? Кажется, что место его расположения — часть мозга, носящая название «гипоталамус» (см. главу 1). Если подопытному животному химическим или хирургическим путем повредить гипоталамус, аппетит его возрастает многократно. Животное начинает жадно есть и вскоре становится толстым.

А вот как именно работает аппетит — вопрос весьма спорный. Если его колебания определяются не «душевным дискомфортом», а чем-то более физическим и материальным, то чем же именно?

Интересное предположение на этот счет содержится в теории, выдвинутой Джин Майер, физиологом из Гарвардского медицинского колледжа. В этой теории важное значение придается уровню глюкозы в крови. Глюкоза — это вид сахара, всегда обнаруживаемый в крови в небольших количествах. Запасы глюкозы организм хранит в печени в виде крахмалообразного вещества, называемого «гликоген». Клетки организма поглощают глюкозу из крови и используют ее для извлечения энергии. По мере расходования глюкозы, растворенной в крови, печень вырабатывает дополнительное ее количество из гликогена и снова выбрасывает в кровь — ровно столько, сколько необходимо для того, чтобы компенсировать затраты. При активной деятельности клетки используют больше глюкозы, поэтому печень преобразует гликоген в глюкозу с повышенной скоростью; на отдыхе, напротив, расход глюкозы уменьшается и преобразование гликогена в глюкозу тоже замедляется. В целом процесс оказывается очень хорошо сбалансированным. Но на самом деле уровень глюкозы не является всегда полностью однородным. В перерывах между приемами пищи уровень глюкозы в крови медленно снижается, после еды — повышается. Майер выдвинула предположение, что именно эти колебания и управляют расположенным в гипоталамусе центром аппетита. Клетки этого центра, по теории Майер, непрерывно анализируют уровень глюкозы в крови: когда он снижается, включается чувство голода, когда он повышается, включается ощущение сытости.

Если принять теорию Майер за истину, то возникает следующий вопрос: а чем же регулируется уровень глюкозы в крови? Чем определяется тонкий баланс между противоположно направленными процессами поглощения и формирования глюкозы организмом?

Насколько нам известно, этот баланс управляется в основном двумя гормонами, вырабатываемыми определенными клетками поджелудочной железы. Один из них хорошо известен — это инсулин. Действие инсулина заключается в понижении уровня глюкозы, скорее всего, за счет облегчения процесса поглощения глюкозы клетками организма. Если вдруг по какой-то причине уровень глюкозы поднимается слишком высоко, то инсулин начинает вырабатываться и выбрасываться в кровоток, клетки начинают активнее поглощать глюкозу и ее уровень снижается.

Второй гормон — глюкагон. Он оказывает противоположно направленное действие.

Его действие заключается в поддержании высокого содержания глюкозы в крови, по-видимому, засчет стимуляции переработки хранящегося в печени гликогена в глюкозу. Если уровень глюкозы вдруг падает слишком низко, то поджелудочная железа начинает активно работать, производя глюкагон, гликоген начинает активно преобразовываться в глюкозу, а та — выбрасывается в кровоток, в результате чего уровень глюкозы в крови снова повышается. Согласованная деятельность обоих гормонов обеспечивает содержание глюкозы в крови на постоянном уровне, допуская лишь незначительные колебания, на основании которых гипоталамус и регулирует чувство голода.

Но что же происходит, если в этом налаженном взаимодействии случается сбой?

Достаточно часто (даже слишком часто) организм теряет способность формировать инсулин в необходимом объеме. Склонность к этому нарушению метаболизма является наследственной, и возникающее в таком случае заболевание получило название «сахарный диабет».

Когда организму не хватает инсулина, ткани теряют способность поглощать глюкозу и ее уровень в крови возрастает до опасных значений. Однако клетки гипоталамуса, задача которых в том, чтобы определять этот уровень, без инсулина сами тоже поглощают очень мало глюкозы и, соответственно, воспринимают ситуацию так, как будто глюкозы в крови мало, то есть включают чувство голода. Поэтому диабетик всегда голоден и, если не будет себя контролировать, будет переедать. Правда, при этом он все равно будет терять вес, так как эффективно использовать получаемую из пищи глюкозу все равно не сможет.

А что же второй гормон, регулирующий уровень глюкозы, — глюкагон? Имеются сведения, что инъекция глюкагона приводит к повышению уровня глюкозы и сразу же вслед за этим — к потере аппетита. Эти факты вполне соответствуют предположениям Майер.

Возникают вопросы, один интереснее другого. Может ли быть так, что снижение способности организма вырабатывать глюкагон приводит к тому, что уровень глюкозы в крови всегда будет слишком низким, а следовательно, аппетит — завышенным? Не страдают ли излишне полные люди на самом деле от низкого уровня глюкагона? Является ли склонность вырабатывать слишком мало глюкагона наследственной?

Если все вышеперечисленное верно, то не может ли быть так, что проблемы с управлением выработкой инсулина в организме начинаются тогда, когда гормон-антагонист, глюкагон, уже вырабатывается со сбоями? Не потому ли толстяки более предрасположены к диабету, чем люди с нормальным весом? И нельзя ли контролировать ожирение с помощью введения гормонов, как сейчас контролируют диабет?

Ответы на все эти вопросы пока что неизвестны. Но, каковы бы они в итоге ни были, глупо и бесполезно считать толстяков безвольными, психически неуравновешенными или просто прожорливыми. Брань, запугивание или анализ сновидений очень редко помогают им, разве что на время. Даже если в каких-то конкретных пунктах теория Майер и окажется неверной, почти наверняка можно сказать, что в целом в основе полноты все же лежит некий физиологический механизм, который в конце концов будет открыт и изучен во всех подробностях. Когда это произойдет, можно будет разработать рациональную гормонотерапию и излишний вес станет возможным лечить, как любую другую физическую болезнь. Но что же делать до тех пор?

Выход есть. Желающим похудеть надо уяснить главное — следует запастись терпением. Полностью расслабиться им уже никогда не удастся, и раз уж им приходится сдвигать бегунок регулятора своего аппетита вручную, то лучше делать это мягко и плавно.