Ile energii spala człowiek?

Spalanie energii

Rozgrzani po treningu zawodnicy mówiąc, że rozpiera ich energia, wcale nie stosują przenośni. Istotnie, pełni są energii. Elektrycznej. To wtedy – podczas biegu lub meczu piłki nożnej – wewnętrzna elektrownia pracuje pełną parą, zdolna wytworzyć nawet 800 kilokalorii na godzinę. Wystarczy dla 25–watowej żarówki.Odpoczywający człowiek przypomina elektrownię pracującą na najniższych obrotach – w ciągu godziny jego organizm wytwarza ok. 70 kilokalorii energii. Ta energia mogłaby zasilić żarówkę o mocy 2 watów – mizerne światełko. Wystarczy jednak do podtrzymania procesów życiowych.

Turbogenerator organiczny

Centrum energetycznym organizmu są małe struktury komórkowe – mitochondria. To w nich przy udziale tlenu, białek, cukrów, tłuszczów, soli mineralnych i wody powstaje siła napędowa do życia. Przerwy w dostawie paliwa przewidziane są w prawdziwych elektrowniach, podobnie nasz organizm przygotowany jest na takie wypadki. W warunkach głodu, wspomagane jedynie wodą, zapasy energii wystarczają na ok. 4 miesiące. Gdy wody brak – sytuacja dramatycznie się zmienia, a okres przetrwania skraca do kilkunastu dni.
Każda komórka organizmu jest jak miniagregat prądotwórczy. Między jej wnętrzem a środowiskiem zewnętrznym jest błona komórkowa. Specyficzna bariera. Swobodnie pokonać ją mogą tylko wybrane cząstki. Ruchem innych do wnętrza i z wnętrza komórki sterują pompy (np. pompa sodowo-potasowa). W zależności od potrzeb – jednych substancji pozbywają się z komórki, innym pozwalają do niej wpłynąć. W otoczeniu błony komórkowej trwa nieustanny ruch. Aż roi się tam od jonów (cząstki naładowane dodatnio lub ujemnie), które tylko czekają, by pokonać tę barierę.

Jony w kanałach

Ruch jonów odbywa się specjalnymi kanałami. Gdy się przez nie przedostaną, zapoczątkowują serię reakcji. Jak pchnięta kostka domina – kaskadowo rozprzestrzeniających się wzdłuż błony komórkowej. Powstaje „iskra” o napięciu kilku mikrowoltów i zależnie od rodzaju komórki biegnie z prędkością od 3 do 430 kilometrów na godzinę.

Od rodzaju tkanek zależy także napięcie tego bioprądu. W centralnym systemie nerwowym wynosi kilka tysięcznych wolta, natomiast w mięśniach jest prawie 100 razy wyższe. Dzięki temu mięsień nie reaguje na przypadkowe pobudzenie, kurczy się tylko wówczas, gdy impuls jest wystarczająco silny.
Głównymi sprawcami „elektrycznych wyładowań” w komórce są jony potasu, chloru, wapnia i sodu.
Niedobór lub nadmiar któregoś z tych pierwiastków powoduje zakłócenia w przesyłaniu impulsów i informacji między komórkami. To z kolei zakłóca pracę serca, mięśni, komórek nerwowych. Zanim serce zostanie przeniesione do klatki piersiowej biorcy, dalej bije, nawet gdy jest całkowicie oddzielone od ciała dawcy – odkrył w 1967 r. Christian Barnard, chirurg, który dokonał pierwszego przeszczepu serca.

Elektryczne węzły

Może tak być nawet przez 30 minut, bo serce, jako jedyna tkanka, posiada własny układ zasilania, pobudzający je do skurczu – tzw. układ rozrusznikowy. Składa się on ze zmodyfikowanych komórek serca, wytwarzających impulsy elektryczne. Przez ich błonę komórkową nieustannie przeskakują cząstki dodatnie i ujemne. Największe skupiska tych komórek to węzeł zatokowo-przedsionkowy i węzeł przedsionkowo-komorowy. Stąd impulsy elektryczne są rozprowadzane po całym sercu. Węzły działają autonomicznie, niezależnie od naszej woli. Kiedy nastąpi ich awaria, konieczne jest wspomaganie prądem z zewnątrz.

Wstrząs i… życie!

Bardzo silne (od 200 do 360 dżuli) jednorazowe wyładowanie elektryczne bywa jedynynym ratunkiem w przypadku nagłego zatrzymania akcji serca. Elektryczny wstrząs powoduje depolaryzację serca i ponowne przywrócenie właściwego przewodzenia impulsów. Defibrylatory najnowszej generacji mogą być stosowane też przez niezawodowych ratowników, np. świadków wypadku. To automatyczne defibrylatory zewnętrzne (AED – Automated External Defibrillator).

Energia człowieka

Są wyposażone w układy elektroniczne do analizy zapisu EKG chorego i przez system komunikatów głosowych (lub napisów ukazujących się na ekranie) podpowiadają ratownikowi kolejne czynności. Wystarczy podłączyć defibrylator do ciała chorego (kable z samoprzylepnymi elektrodami). Kolejne czynności są konsekwencją analizy EKG wykonanej przez AED. Automatyczne defibrylatory zewnętrzne rozmieszcza się miejscach publicznych – lotniska, dworce, urzędy, stadiony – w ramach programów publicznie dostępnej defibrylacji. To natychmiastowy ratunek dla poszkodowanego, zanim przyjedzie karetka.