На сегодняшний день ожирение становится одной из главных проблем здравоохранения. Люди с лишним весом в пять раз чаще страдают гипертонической болезнью, ишемической болезнью, сахарным диабетом и заболеваниями суставов.
В глобальном масштабе эти заболевания оказывают весомое влияние на экономику.
Согласно подсчетам экономистов, ежегодно на борьбу с ожирением и его последствиями расходуется суммарно более двух триллионов долларов, что составляет 3% от мирового ВВП. Сопоставимые суммы тратятся на борьбу с терроризмом и алкоголизмом, что автоматически ставит ожирение в один ряд с этими проблемами.
Законы Вселенной
Человеческое тело подчиняется тем же фундаментальным законам, что и любой другой объект во Вселенной. В их входят закон притяжения, закон сохранения энергии, закон непреодолимости скорости света и другие. Эти принципы лежат в основе существования Вселенной, и едины для всех. Изучением этих законов занимается физика. Нас будет интересовать ее раздел под названием «термодинамика» то есть наука о «движении тепла».
Термодинамика рассматривает каждый объект как термодинамическую систему (ТДС). Это некий объем, отграниченный от внешней среды оболочкой, видимый невооруженным взглядом и состоящий из большого числа частиц.
Прямо сейчас, читая эти слова, вы являетесь термодинамической системой, хотите вы того или нет. Человеческое тело подчиняется тем же принципам и законам, что и самые крупные звезды, и самые мелкие частицы.
Термодинамика изучает процессы передачи тепла между ТДС, и описывает правила, по которым эти процессы протекают. На сегодня сформулировано три закона термодинамики, и нам нужен первый из них.
Первый закон термодинамики был открыт в первой половине 19 века, и с ним связана трагическая история. Открывший и сформулировавший его молодой ученый Сади Карно погиб от холеры, и по действовавшему тогда закону все его личные вещи были сожжены, чтобы предотвратить распространение инфекции. Чудом уцелела маленькая записная книжка, в которой спустя несколько лет нашли записи о первом законе термодинамики законе сохранения энергии.
«Количество энергии, полученное термодинамической системой, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение работы против внешних сил» так звучит первый закон. Другими словами, энергия, полученная системой, должна быть потрачена на совершение работы, либо будет в этой системе сохранена, увеличивая внутреннюю энергию.
Полученная энергия не может просто рассеяться. Она должна быть либо израсходована, либо сохранена. Это закон, и ни малейшего исключения он не допускает. По большому счету, количество энергии во Вселенной неизменно с момента Большого взрыва. Она лишь переходит из одного вида в другой: из потенциальной в кинетическую, из ядерной в тепловую, из тепловой в механическую, и так далее.
Разные организмы на Земле получают энергию разными способами. Растения используют энергию частиц солнечного света и питательных веществ из почвы. Холоднокровные животные используют тепло окружающей среды и пищу. Источников энергии у них два, поэтому пищи им требуется сравнительно меньше, чем теплокровным существам. Взрослые королевские питоны, например, могут есть раз в две недели. Для теплокровных животных пища единственный доступный источник энергии. На первый взгляд может показаться, что такое положение не очень удобно: есть раз в две недели гораздо проще, чем несколько раз в день. Однако это совершенно логично с точки зрения эволюции: такое животное не зависит от света и температуры воздуха. Оно может выжить в темноте и на холоде, лишь бы еды было достаточно. К таким теплокровным существам относится и человек.
Как любая термодинамическая система, он может тратить полученную энергию на совершение работы, либо накапливать ее внутри.
Еда неотъемлемая часть человеческой культуры. На ней завязано множество традиций и правил. Но с этого места и далее мы будет рассматривать еду исключительно утилитарно только в качестве источника энергии.
Человеческая пища состоит из белков, жиров и углеводов. Чтобы стать источником энергии, она подвергается в пищеварительном тракте тщательной и глубокой обработке. Сначала её предварительно обрабатывает слюна в ротовой полости, затем в желудке желудочный сок, и после этого съеденная пища попадает в кишечник. Из кишечника всасывается в виде частиц белков, жиров и углеводов, и разносится по клеткам тела, обеспечивая их энергией и строительным материалом.