Я познаю мир. Тайны человека

Пиры лукулла

В 74–64 г. до нашей эры римские легионы, предводительствуемые Луцием Лицинием Лукуллом, наголову разбили войска понтийского царя Митридата VI (Великого), а затем его родственника – армянского царя Тиграна II. Огромная держава Митридата распалась. И все же Лукулл получил широкую известность не только благодаря своим ратным подвигам и полководческому гению, а главным образом, благодаря роскошным пирам, которые, вернувшись в Рим, он давал ежедневно.

Римляне той эпохи любили поесть и имели склонность к излишествам. Веселые трапезы и пиры продолжались по многу часов и даже дней. За это время съедалось огромное количество изысканных кушаний. Под звуки музыки или пения, полулежа на подушках, смаковали пирующие всевозможные яства, запивая их изрядным количеством вина. Даже тренированные римские желудки неспособны были переварить такие количества пищи. Но это и не вменялось им в обязанность. Наевшись до отвала, пирующие запускали себе в рот два пальца, вызывая рвоту, и возвращались к прерванной трапезе.

Не перевелись Лукуллы и в наши дни. Если сложить все, что мы съедаем и выпиваем в течение жизни, каждый смог бы почувствовать себя Лукуллом, ведь получится огромная груда всевозможных продуктов.

Средний человек за 70 лет своей жизни съедает не меньше 40 тонн всевозможных продуктов. Кроме того, человеку нужна вода. В чистом виде и в виде соков, молока, супов и других жидкостей средний европеец потребляет не меньше 75 тонн воды, а жители жарких стран значительно больше.

Потребность в пище зависит от размера организма, от выполняемой работы, от образа жизни, от климатических условий и времени года. У людей, занимающихся тяжелым физическим трудом, живущих в условиях умеренного и холодного климата, особенно проводящих много времени на открытом воздухе, потребность в пище высока.

Процессы обмена веществ в организме сопровождаются освобождением энергии. Большая ее часть в конечном итоге превращается в тепло. Любая затрата энергии должна покрываться за счет соответствующего количества пищи. Кроме обеспечения организма энергией, пища снабжает его строительными материалами, необходимыми для роста, перестройки и восстановления разрушающихся тканей, для синтеза веществ разового использования, в том числе для выработки пищеварительных соков и гормонов. Поэтому пища должна содержать определенное количество белков, углеводов и жиров, а также немало других веществ. В зависимости от физической нагрузки взрослому человеку в день в среднем требуется: белков от 110 до 165 граммов, жиров от 105 до 155 граммов, углеводов от 435 до 630 граммов.

Интересно сравнить ежедневную потребность в пище человека и животных. Анаконде, самой крупной змее, в сутки требуется 0,013% от веса ее тела, человеку – от 0,6 до 2%, тигру – 2,8%, скворцу – 12%, синичке лазоревке – 30%, кроту – 100%, колибри – 200%.

Конечно, количество потребляемой пищи зависит и от ее качества. Колибри питается в основном нектаром цветов, то есть сладковатой водичкой. Естественно, чтобы не умереть с голоду, нектара нужно добывать достаточно много. А тигры, как известно, едят мясо, так что могут насытиться и небольшим обедом.

Большинство веществ, из которых состоит человеческий организм, не могут быть синтезированы непосредственно из химических элементов или неорганических веществ. Например, человеческие белки строятся из различных комбинаций 22 видов аминокислот. Только 10 из них способен синтезировать наш организм. Остальные 12 должны поступать в готовом виде. Мало того, когда синтез аминокислот осуществляется в нашем организме, нужно, чтобы необходимый для этого азот поступал в виде органических соединений. Точно так же глюкоза не может синтезироваться из углерода и водорода, для ее производства используются другие углеводы, полученные с пищей.

Среди многих веществ, необходимых для поступления в организм, важную роль играют витамины. Без них жизнь невозможна. Например, витамин С. В отличие от многих животных организм человека синтезировать витамин С не может. Такое наследство мы получили от наших предков – первобытных обезьян. Они питались свежей растительной пищей, богатой этим витамином, и вырабатывать его самостоятельно не требовалось. А сегодня люди питаются главным образом пищей, подвергшейся термической (тепловой) обработке, во время которой большая часть витамина С разрушается. Вот и приходится теперь иногда ходить за этим витамином в аптеку.

Выбор пищи – дело серьезное. Среди животных много приверед, узко специализированных видов. Некоторые из них питаются, казалось бы, совершенно несъедобными вещами: сухой древесиной, воском, шерстью, пухом и птичьими перьями. Есть существа, которые, нарочно не придумаешь, едят не рыбу, а только рыбью чешую. Живет на Земле целая плеяда жуков–навозников, питающихся пометом. При этом жуткие привереды! Жуки, лакомящиеся заячьим пометом, не станут есть коровий, а питающиеся коровьим, не притронутся к лошадиному!

Человек – существо всеядное. Кроме привычки, ему ничего не мешает приспособиться к любой пище. Пример тому китайцы, которые не знают никаких предубеждений и едят все подряд от медуз до собак и от ласточкиных гнезд до змей. А предубеждения возникают и исчезают. Древние греки не ели лук, считая, что это пища варваров. А энтомологи (ученые, изучающие насекомых) США в 1992 году закончили свой съезд роскошным банкетом, все блюда на котором были приготовлены из всевозможных насекомых.

Из какого ведра пить воду?

Многие вещества, входящие в состав человеческого организма, хотя и находятся в нем в ничтожных количествах, тем не менее нам совершенно необходимы. Не только их полное отсутствие, но даже небольшое снижение их количества чревато серьезными неприятностями. Недостаточное поступление в организм йода приводит к возникновению базедовой болезни. Дело доходит до того, что в местах, где в почве мало этого элемента, его добавляют в продукты питания, главным образом в пищевую соль.

Недостаточное количество фтора предрасполагает к развитию кариеса – болезни зубов. Интересно отметить, что и йод, и фтор несмотря на то, что совершенно необходимы нашему организму, в больших дозах становятся ядами. Вероятно, каждому малышу приходилось сталкиваться с йодом, когда царапинки и ссадины обрабатывались этим препаратом, и он помнит, что эта процедура не доставляет особого удовольствия. Фтор относится к той же группе химических элементов, что и йод, а его действие на организм еще сильнее.

Кальций – очень распространенный химический элемент. Он встречается повсюду. Его очень много в почве. Кальций в избытке содержится в воде большинства рек и колодцев. Лишь вода наших северных рек, Свири и Невы, собирающих стоки моховых болот, бедна кальцием. Поэтому в ней хорошо мылится мыло, и она не оставляет накипи на внутренних стенках чайников, самоваров и кастрюль. Недаром Екатерина II во время поездки в Париж регулярно получала невскую воду и только ее использовала для мытья, и из нее ей готовили пищу. Однако люди, систематически употребляющие эту мягкую воду, чаще других болеют сердечно–сосудистыми заболеваниями.

Обо всех необходимых для нас веществах рассказать трудно. Познакомимся лишь с одним из них, с цинком.

Около пятидесяти лет назад американские ученые, работавшие в Иране, обнаружили в горах селения, где жили низкорослые люди–карлики. Как выяснилось впоследствии, это происходило из–за того, что в почве тех мест не хватало цинка.

В организме взрослого человека цинка немного – 1,5–2 грамма. Большая часть его находится в мышцах и в волосах. Недостаток цинка в организме приводит к гнездовому выпадению волос на голове, к атеросклерозу – заболеваниям кровеносных сосудов, к смертельно опасным заболеваниям печени, к ее циррозу. От недостатка цинка страдают органы–чувств, в первую очередь зрение и обоняние. Цинк входит в состав очень важного гормона инсулина, недостаток которого приводит к возникновению диабета. Видимо, определенную роль в его возникновении играет недостаточное поступление цинка в человеческий организм. При недостатке цинка замедляется рост детей и их половое развитие. Особенно необходим он мальчикам. Цинка они должны получать в 6–8 раз больше, чем деночки. Именно недостаток цинка приводит к появлению у мальчиков угрей на коже лица и жирной перхоти в волосах.

Цинк, как и другие вещества, мы получаем с пищей. Его много в мясе цыплят и в куриных яйцах, еще больше в черном хлебе, выпекаемом из муки, полученной из цельного зерна. Особенно много цинка в говядине и сырах. Если в обычной пище его не хватает, легче всего ликвидировать недостаток цинка, включив в состав пищи проростки пшеницы, пшеничные отруби и тыквенные семечки. Население некоторых районов Китая, Пакистана и Египта исстари занимается геофагией (от греческих слов "гео" – "земля" и "фагос" – "пожиратель"), поеданием земли и глины, интуитивно восполняя недостаток цинка.

Дефицит в организме цинка связан не только с его недостатком в пище. Цинк плохо усваивается. Из 14–15 миллиграммов цинка, которые мы в среднем получаем за сутки с пищей, в организме остается лишь 2,5–4 миллиграмма.

Соли цинка, как и соли большинства других элементов, – яд. Избыток цинка в организме приводит к развитию злокачественных опухолей. Поэтому в оцинкованной посуде нельзя готовить пищу, не рекомендуется ее использовать и во время еды. В оцинкованных ведрах и тазах нельзя солить грибы и огурцы, нельзя квасить капусту, хранить помидоры, яблоки, виноград. Цинк практически в воде не растворяется, но в любых продуктах может оказаться небольшое количество органических кислот, а иногда и щелочей. При взаимодействии их с цинком образуются его соли. Они легко растворяются в воде и, поступая в наш организм, способны нанести ему непоправимый вред.

Мучительная жажда

Во время работы в клетках человеческого организма как источник энергии сжигаются углеводы и жиры. При их полном сгорании образуются два продукта: углекислый газ и вода. Углекислый газ вреден для организма, поэтому он сразу же выводится из него, а вода, наоборот, используется на его нужды. Из 1 грамма углеводов образуется 0,56 грамма воды, а из жиров – 1,07 грамма. В теле взрослого человека в сутки синтезируется 300 граммов воды.

Для человека это пустяк, а для некоторых животных такой способ получения воды является единственным. Дрофы–красотки, жаворонки, песчанки, волнистые попугайчики, некоторые мыши и другие грызуны могут подолгу обходиться без воды или вообще никогда не пьют. Они питаются высохшими стеблями травы и семенами растений, которые практически влаги не содержат. Вся необходимая им вода образуется при окислении жиров и углеводов, содержащихся в пище.

Наиболее ценное сырье для производства воды – жиры. Их удобнее запасать. Способностью накапливать большие количества жира обладают все обитатели сухих степей и пустынь: змеи и ящерицы, антилопы, жирафы, зебры, львы, страусы... Они откладывают жир в специально предназначенные для этого места, а не под кожу, как принято у северян. Иначе животные гибли бы от перегревания, ведь жир плохо проводит тепло. У верблюдов склады в горбах. Горб у них не для красоты и не для того, чтобы удобнее было ездить на них верхом. Горб болтается на спине, а вся остальная поверхность тела свободна от жира, и верблюду нежарко.

Часто под склад используется хвост. У тушканчиков и песчанок жир откладывается у основания хвоста. Очень большие запасы жира в хвосте гигантских ящериц – варанов. Еще больше его у курдючных овец. У них по обе стороны хвоста есть по большому выросту – курдюку. Запасы жира велики: у верблюда его может быть 110–120 килограммов, а в бараньих курдюках – 10–11.

Если животное попадает в условия, когда воды взять неоткуда, срочно начинается ее производство из запасенного жира. Верблюд может прожить без воды 45 дней, причем первые 15 он будет нормально "работать" и съедать обычную порцию абсолютно сухого сена – при окислении жира образуется большое количество энергии, которая дает возможность животному обходиться без пищи. Кстати, многих жителей пустыни в неволе, в клетках зоопарка жажда мучает гораздо сильнее, чем в их родных песках. Дело в том, что здесь у них резко сокращено производство воды. На родине им каждый день приходилось выходить на охоту, рыться в песке, искать дичь или съедобные растения. Для этого необходимо извлекать из пищевых веществ заключенную в них энергию и заодно получать порцию воды. В неволе энергия почти не расходуется, а поэтому не вырабатывается и вода.

Зубастый кусачка

Пищу, которую мы отправляем в желудок, необходимо предварительно обработать. Без этого она не только не сможет перевариться в пищеварительных органах, но некоторые куски просто не пролезут нам в глотку.

Как известно, зубы у большинства живых существ расположены в полости рта и предназначены для откусывания, удерживания и разжевывания пищи, они же – своеобразные орудия обороны и нападения. Зубы образованы костным веществом и являются самыми твердыми костями организма.

По форме зубы животных могут сильно отличаться друг от друга. Наиболее простую коническую форму имеют зубы большинства рыб, амфибий и пресмыкающихся и отличаются друг от друга лишь своими размерами. У млекопитающих строение зубов сложнее. У них во рту может находиться четыре вида зубов: резцы, клыки, прекоренные и коренные, их иногда называют малыми и большими коренными зубами. Резцы располагаются в самой середине зубной дуги, сразу за ними справа и слева находятся клыки, затем прекоренные и, наконец, в глубине рта – коренные зубы. Различие в форме зубов связано с существенной разницей в выполняемой ими работе.

Зубы млекопитающих, в том числе человека, состоят из трех частей: коронки, шейки и корня. Коронка – это та часть зуба, что выступает над поверхностью десны. Корни зубов погружены в костные лунки челюстей.

Шейка – суженная часть зуба – находится между корнем и коронкой. К ее поверхности прочно прирастает десна.

Зуб образован из трех видов костного вещества: эмали, дентина и цемента. Снаружи коронка зуба человека и млекопитающих животных покрыта слоем зубной эмали. Это самое твердое вещество зуба. Особенно толстым слоем эмали покрыты зубы хищных животных, которым приходится разгрызать кости своих жертв. Основная часть зуба состоит из дентина. Это менее твердая его часть. Цемент – твердое вещество, покрывающее зубы в области шейки. С помощью цемента корни зубов крепятся в костных лунках.

Внутри зуба имеется полость, заполненная зубной мякотью, или пульпой. Она продолжается до кончика зубного корня и заканчивается отверстием. Через него в зуб входят кровеносные сосуды и нервы. Вот’почему заболевание зубов и лечебные процедуры стоматологов часто сопровождаются острой болью.

У маленьких детей, у детенышей животных сначала вырастают временные зубы. Их называют молочными, так как раньше думали, что они образуются из того молочка, которым мамы кормят своих детей. В пять–шесть лет временные зубы начинают у детей выпадать, а на их месте вырастают постоянные. У мальчишек смена зубов может затянуться до четырнадцати лет. К счастью для девочек – ведь им так обидна быть похожими на беззубых старушек – эта неприятная процедура обычно заканчивается быстрее.

Зубы мудрости

Зубами мудрости называют третьи большие коренные зубы. Их всего четыре, по одному с каждой стороны обеих челюстей. Свое название они получили за то, что прорезываются не в детском возрасте, а у взрослых людей в 18–25 лет. Зубы мудрости – самые непостоянные человеческие зубы. Нередко из четырех зубов развиваются только два, причем оба, как правило, находятся на верхней челюсти и гораздо реже на нижней. Довольно часто зубы мудрости не вырастают совсем, но это не освобождает людей с неполным набором зубов от необходимости быть мудрыми.

Форма зубов мудрости очень изменчива. У зубов верхней челюсти бывает и 2, и 3 корня или всего один, сросшийся из двух обычных корней. Корни нижних зубов мудрости тоже частенько срастаются. Не думайте, что эти зубы, название которых заставляет относиться к ним с уважением, обладают какими–то особыми выдающимися качествами или бывают крупнее других. Напротив, зубы мудрости меньше соседних с ними больших коренных зубов, причем верхние коренные зубы крупнее нижних. Так как прорезывание зубов мудрости происходит в то время, когда рост и формирование челюстных костей уже завершено, оно нередко сопровождается воспалением десен или даже воспалением костной ткани.

Болтун

Язык человека, мышечный орган полости рта, без которого зубы не справились бы со своей основной работой по пережевыванию нищи, имеет и другие обязанности. Во время пережевывания язык способствует перемещению пищи от одной группы зубов к другой, растиранию пищевых масс и перемешиванию их со слюной. Затем, когда пища окажется хорошо пережеванной, язык вместе с мышцами мягкого нёба и гортани обеспечивает формирование пищевого комка и его проглатывание. В этот момент язык поднимается кверху и прижимается к мягкому нёбу, изолируя полость рта от носовой полости, что позволяет животным и человеку во время еды дышать, а также является одним из способов предохранения дыхательных органов от попадания туда частичек пищи.

Язык необходим и для сосания. Он начинает принимать участие в пищеварительном процессе задолго до появления зубов, являясь важным органом, обеспечивающим процесс питания новорожденных детей, для которых главной пищей в этот период служит материнское молоко.

Язык снабжен большим количеством рецепторов – чувствительных нервных клеток. Благодаря им мы замечаем присутствие в пище твердых неразжеванных или вообще несъедобных частичек. Поэтому, когда мы едим без большой спешки, то не проглатываем ничего такого, что могло бы повредить стенки пищевода, желудка или кишечника. Этот контроль за качеством проглатываемой пищи предохраняет органы пищеварения от возможных ран и других повреждений.

Пищу приходится проверять не только на наличие в ней твердых частичек, но и анализировать ее химический состав. Эту функцию также выполняет язык. У человека именно на нем сосредоточена основная масса вкусовых сосочков, контролирующих вкус пищи.

Язык человека выполняет еще одну важную для нас функцию – он принимает участие в формировании звуков речи, обеспечивая ее четкую артикуляцию и формируя тембр.

Настоящий язык бывает только у позвоночных животных. Он впервые появился у рыб, как видоизмененная складка внутренней оболочки рта. У них язык прикреплен к костям и жабрам, не имеет собственных мышц и вообще с ними непосредственно не связан. Он двигается благодаря движению жабр. Тонкий язык птиц тоже не имеет собственных мышц и приводится в движение мышцами, лежащими за пределами языка.

Слюнки

Зубы вряд ли бы справились со своей основной работой по пережевыванию пищи, если бы им не помогали другие органы ротовой полости, например слюнные железы, вырабатывающие слюни. У человека 6 больших слюнных желез по три с каждой стороны рта – околоушные, подчелюстные и подъязычные и масса крохотных малых желёз. Слюна предназначена для смачивания и размягчения пищи. Без этого было бы невозможно сформировать из нее пищевой комок, а затем проглотить его. Если хотите убедиться, насколько необходима нам слюна, проделайте несложный эксперимент. Возьмите чистое полотенце и тщательно досуха протрите язык и полость своего рта, а затем попробуйте разжевать и проглотить сухарик, галету или нежирное печенье вроде крекера и убедитесь, что это невозможно.

Человеческая слюна на 99,5% состоит из поды. Остальные пол процента – входящие в слюну органические, в том числе белковые, и_: минеральные вещества. Такой состав имеет слюна, выделяющаяся из протоков слюнных желёз. В ротовой полости в нее добавляются бактерии и спирохеты, микроскопические грибки, слущивающиеся клетки стенок ротовой полости и лейкоциты – белые кровяные тельца.

Слюна у человека выделяется непрерывно, а не только во время еды, но во время сна медленнее, чем днем. Постоянное выделение слюны – важное свойство. Сухой рот не позволил бы нам говорить. Язык там двигался бы с трудом. Всего за сутки у человека выделяется около 2 литров слюны. Некоторым животным, подолгу пережевывающим пищу, ее требуется гораздо больше. Овцы выделяют в сутки до 4, а коровы до 18 ведер слюны! Откуда ее столько берется? Слюна, выделившаяся в ротовую полость, проглатывается вместе с пищей. Попав в кишечник, она быстро всасывается в кровь, и эта жидкость многократно используется при синтезе все новых и новых порций слюны.

Кроме помощи в пережевывании и проглатывании пищи у слюны человека много других обязанностей. Она очищает зубы и стенки полости рта от остатков пищи и от бактерий и обеспечивает поступление в зубную эмаль необходимых для ее укрепления веществ: кальция и фосфора. Кроме того, слюна содержит пищеварительный фермент амилазу, с помощью которой уже во рту начинается процесс переваривания сахаров, крахмала и других углеводов.

У животных слюна находит и другое применение. У ряда насекомых, в том числе у тараканов, пустынной саранчи, а также у пауков, слюнные железы вырабатывают все ферменты, необходимые им для переваривания пищи, а у некоторых хищных улиток – серную кислоту, с помощью которой они размягчают раковины других моллюсков и, проделав в них дырки, съедают владельцев. У насекомых–кровопийц, у комаров, слепней, знаменитой мухи цеце, а также у пиявок, клещей и летучих мышей–вампиров слюна содержит вещества, препятствующие свертыванию выпитой ими крови. Не будь их, кровь в пищеварительном тракте этих существ свернулась бы, закупорив его, и они погибли бы от голода.

У некоторых птиц слюна содержит клейкие вещества, что–то вроде самозатвердевающей пластмассы. При строительстве гнезд птицы с их помощью склеивают былинки, веточки, пух. А один вид стрижей, живущих в Азии, строит свои гнезда из одной слюны. Эти так называемые ласточкины гнезда съедобны и используются для приготовления супов. На Востоке они считаются изысканным деликатесом.

Слюнные железы многих змей синтезируют яды. У гусениц некоторых насекомых слюнные железы преобразовались в прядильные и вырабатывают шелковые нити, из которых они строят свои коконы. Слюнные железы молодых рабочих пчел выделяют богатое белками вещество, получившее название маточного молочка, так как им кормят личинку будущей пчелиной матки, пока она не превратится в пчелу и взрослую матку, когда она откладывает яички. Личинок трутней и рабочих пчел кормят питательным маточным молочком только три первых дня их жизни.

Волшебные стенки

Еще первобытные люди знали, что пища, попавшая в желудок человека и животных, переваривается. Разделывая туши убитых животных, они, конечно, заглядывали и в желудок. Ведь и теперь редкая хозяйка устоит от соблазна узнать, что съела на обед щука и нет ли в курином желудке среди камешков и песка чего–нибудь особенно интересного. Однако о том, как протекает процесс пищеварения, ученые выяснили относительно недавно. Оказалось, что съеденная пища переваривается не под действием тепла: в желудке даже самых горячих теплокровных животных температура не поднимается выше 38–43°С. Этого явно недостаточно. Переваривание в желудке и кишечнике происходит под действием пищеварительных соков, в которых содержатся особые вещества – ферменты.

Желудочно–кишечный тракт человека и животных – сложная химическая .лаборатория. Поступающая сюда пища измельчается, смешивается с различными пищеварительными соками и постепенно продвигается из одного отдела в другой. В каждом отделе пищевые массы задерживаются ровно столько, сколько необходимо для их обработки, в каждом отделе на них изливаются новые соки, содержащие новые ферменты. По мере переваривания, то есть разложения сложных химических веществ на простые: белков – на аминокислоты, жиров – на жирные кислоты и глицерин, углеводов – на простые сахара, происходит их всасывание. То, что не может быть переварено и использовано организмом, выбрасывается.

Огромный вклад в изучение физиологии главных пищеварительных желёз внес великий русский физиолог И.П. Павлов. Он сумел разработать целую серию остроумных операций, позволивших, не нарушая пищеварительных процессов, заглянуть внутрь пищеварительных органов и увидеть, что там происходит. За осуществление этих исследований Павлов первым из ученых нашей страны был удостоен Нобелевской премии.

Однако, несмотря на то, что процессы, происходящие в пищеварительных органах были хорошо изучены, повторить процесс переваривания пищи в пробирке, вливая туда последовательно нужные пищеварительные соки, как это происходит у живых организмов, никому не удалось. Пища, конечно, переваривалась и в пробирке, но только очень–очень медленно, намного медленнее, чем в желудочно–кишечном тракте.

Разгадать загадку, почему пища плохо переваривается вне пищеварительного тракта, удалось ленинградскому ученому А.М. Уголеву в созданном еще Павловым институте.

Что же мешает пище быстро перевариваться в пробирке? Новые исследования выявили удивительную вещь: пища, которая касается стенок кишечника, переваривается значительно быстрее, чем внутри пищевой массы. Нечто подобное происходит, когда готовят пищу на сковородке: то, что непосредственно касается ее дна и стенок, поджаривается гораздо быстрее. Здесь все понятно, ведь стенки сковородки значительно горячее; чем остальная пища, но почему стенка кишечника ускоряет переваривание, она же совсем не горячая?

Первым делом нужно было. выяснить, действительно ли именно стенка кишечника ускоряет переваривание. Чтобы убедиться в этом, проделали следующий несложный опыт. В одну из двух пробирок, содержащих, одинаковое количество смеси крахмала и фермента амилазы, расщепляющего крахмал, добавили кусочек кишки. Здесь расщепление крахмала шло значительно быстрее. Значит, действительно стенка кишки ускоряет переваривание пищи. Как же это происходит?

Проделали новый опыт. В пробирку с раствором крахмала на некоторое время положили кусочек кишки. Предполагали, что если в кишке содержатся какие–то вещества, ускоряющие переваривание, они выделятся в пробирку. Подержав кусочек кишки в растворе крахмала достаточно долго, его извлекли и в пробирку добавили порцию фермента амилазы. Пищеварение шло по–прежнему медленно.

Таким образом, оказалось, что переваривать пищу помогают не какие–то дополнительные вещества, выделяемые стенкой кишки, а само устройство кишечной стенки. Ее внутренняя поверхность густо покрыта ворсинками. Они невелики, до 1 миллиметра в длину, но зато их очень много. На одном квадратном миллиметре стенки кишечника их бывает от 12 до 40. Мало того, оболочку ворсинок образуют особые клетки, каждая из которых, подумать страшно, несет на своей поверхности, обращенной в просвет кишки, до 300 невидимых глазом микроворсинок. Если стенки всех ворсинок и микроворсинок тщательно распрямить и измерить площадь стенки кишечника, где происходит окончательный акт пищеварения и доследующее всасывание пищевых веществ в кровь, можно не поверить своим глазам. Она будет равна примерно 1300 квадратным метрам! Сравните эту цифру с площадью вашего школьного класса или с площадью вашей квартиры.

На этой огромной поверхности оседает и удерживается большое количество пищеварительных ферментов. Они воздействуют на пищу, как терки, разрушая большие молекулы пищевых веществ, но, в отличие от зубчиков терки, которые со временем тупятся, ферменты от работы не портятся, никак не изменяются, не покидают кишечную стенку и многократно используются для переваривания все новых порций пищевых веществ.

Пищевые массы, продвигающиеся по кишечнику, как о зубы терки, трутся об осевшие на стенках кишки ферменты и с их помощью быстро перевариваются. Вот почему даже их малые количества могут вызвать заметное увеличение скорости химических реакций. Тогда как молекулы ферментов, находящихся внутри кишечника, продвигаются вместе с остальной пищевой массой и вместе с ее остатками выводятся из организма.

Таким образом, пища переваривается в два этапа. На первом этапе это происходит внутри пищевой массы, движущейся по желудочно–кишечному тракту. Здесь под влиянием ферментов пищевые комки распадаются на более мелкие и мельчайшие. Основная же тяжесть по перевариванию пищи падает на второй этап, на пристеночное пищеварение. Это выгодно для организма, так как готовые к всасыванию в кровь вещества оказываются именно там, где и происходит всасывание: у самой кишечной стенки, что сильно ускоряет всасывание.

Чем питается корова?

Как известно, в состав растений в большом количестве входит клетчатка. Из нее построены все клеточные оболочки. Чтобы использовать клетчатку как питательное вещество и добраться до еще более ценных веществ, заключенных внутри клеток, необходим фермент, способный их переваривать. Как ни странно, пищеварительные железы коровы такого фермента не вырабатывают. Нет его даже у жуков–короедов и всевозможных древоточцев, которые едят только древесину, то есть сплошную клетчатку. Животные, приспособившиеся к грубой растительной пище, перерабатывают ее не сами, а прибегают к помощи огромного количества микроорганизмов, микробов и инфузорий, поселившихся в их желудочно–кишечном тракте.

Лучше всего деятельность такой микробной колонии изучена у коров. Помещается она в особом отделе желудка, называемом рубцом. В одном кубическом сантиметре содержимого рубца живет 15–20 миллиардов микроорганизмов. Они–то и питаются травой, которая поступает в желудок коровы. Поедая ее почти целиком, микроорганизмы прекрасно себя чувствуют на дармовых кормах и неудержимо размножаются. Клетчатка травы идет на создание крахмало– и гликогеноподобных веществ тел микробов, а растительные белки превращаются в микробный белок.

Дальнейшая судьба размножившихся микроорганизмов однозначна: они очень легко перевариваются в следующих отделах желудка и кишечника коровы, а многие вещества, созданные ими, например глюкоза, без дальнейшей переработки всасываются в кровь. Микроорганизмы и являются главным источником основных пищевых веществ. Поэтому корову правильнее считать не травоядной, а микробоядной.

Естественно, напрашивается вопрос: раз мы кормим не саму корову, а живущих у нее в рубце микробов, раз мы всего–навсего поставляем сырье на микробную фабрику, нельзя ли естественные корма заменить искусственными? Вопрос отнюдь не праздный.

В обычных кормах, которые скармливаются скоту, содержится маловато белков. Чтобы корова получала необходимую белковую норму, ей нужно давать сена на одну треть больше, чем требуется клетчатки. В этом случае из поедаемого корма используется весь белок, а треть содержащейся в нем клетчатки остается неиспользованной.

Ученые уже давно ведут поиски заменителей белка. В качестве такого вещества оказалось возможным использовать мочевину и близкие к ней вещества. Использование такой пищевой добавки не является чем–то неожиданным. Мочевина постоянно образуется в организме при переработке белков, но ни человек, ни хищные животные ее использовать не могут: у них нет помощников–микробов. На это способны только жвачные, культивирующие у себя в желудке маленьких "поварят".

Жвачные животные относятся к мочевине бережно. Животные пустынь, обитающие в условиях очень суровой и скудной природы, постоянно сталкиваясь с острым недостатком воды и пищи, научились утилизировать продукты белкового обмена. У верблюда, когда он голодает, мочевина почти не выделяется почками. Она остается в организме и поступает в желудок, на микробную фабрику, где из нее синтезируется белок.

Наверное, немногие знают, что коровий желудок состоит из четырех отделов: рубца, сетки, книжки и сычуга. Это, конечно, не случайно. Когда корова пасется, вся сорванная ею трава, практически не пережёванная, отправляется в самый большой отдел желудка – в рубец, являющийся бродильным чаном. Здесь пища, смешанная со слюной и обработанная ферментами, сбраживается благодаря стараниям маленьких "поварят".

Набив рубец до отказа, корова или целое коровье стадо, ищет укромное местечко в тени. Здесь, обычно лежа, коровы отрыгивают порции содержимого рубца, тщательно их пережёвывают и отправляют обратно. Постепенно жидкая кашица из рубца переходит в следующие отделы желудка – сетку и книжку, где продолжается переваривание клетчатки, и только попав в последний отдел желудка – сычуг, пища подвергается обработке обычными ферментами.

Для переваривания пищи жвачным животным требуется огромное количество слюны. В результате содержимое рубца взрорлой коровы может весить до 100 килограммов. Из них 2 килограмма весят живущие там маленькие "поварята".

"Поварята" помогают переваривать растительную пищу и другим животным, в том числе бегемотам. Эти гиганты прекрасно чувствуют себя в Африке даже там, где саванны зеленеют лишь короткий срок, один–полтора месяца. В остальное время они поедают жесткую, как проволока, пересохшую траву. На это способен только сложно устроенный желудок бегемота. Он состоит из трех больших и одиннадцати маленьких камер–отделов, где непережеванная пища с помощью микроорганизмов подвергается полному перевариванию. Вот почему взрослому гиганту требуется совсем немного корма – всего 40 килограммов пересохших стеблей грубой травы.

Это помогло во время войны и блокады Ленинградскому зоопарку, несмотря на страшный голод, сохранить свою старенькую бегемотиху Красавицу. Ее кормили распаренными опилками. Если имеешь 14 желудков, можно, оказывается, питаться даже дровами!