|
Гипотеза автора о роли клапанов
Выше упоминалось о том, что для вывода шлаков из межклеточных пространств нужна помощь извне. Теперь я хочу изложить свою гипотезу еще об одном очень эффективном способе использования клапанов для борьбы со шлаками.
Начну с аналогии, весьма далекой от физиологии. Если надо открыть бутылку, когда нет штопора, пробку можно вышибить ударом днища бутылки о землю или о ладонь.
Рис. 7. Схема прибора для демонстрации энергичного продвижения венозной крови вверх после удара трубкой (3) по дну сосуда (2), заполненного жидкостью (1).
Это явление объясняется тем, что количество движения, равное произведению массы жидкости на ее скорость, направленное первоначально в сторону руки, встретив сопротивление ладони, меняет свой знак и устремляется в сторону пробки, вышибая ее ранее сообщенной жидкости энергией, за вычетом потерь на трение (рис. 7).
То же самое явление произойдет и с венозной кровью, если достаточно сильно ударить каблуком о землю. Всей массе крови, находящейся в венах между клапанами, сообщается при этом скорость, направленная к земле. Но после удара каблука о землю эта кровь, опираясь на нижние клапаны (мы уже знаем, что в обратную сторону венозную кровь они не пустят), энергично устремляется вверх к сердцу.
В какие же моменты жизни человеческое тело и его вены
испытывают сотрясения силами и ускорениями, направленными к земле, вдоль гравитационного поля? Такие ускорения возникают во время бега и быстрой ходьбы. На рис. 8 показана схема движения ног человека и центра тяжести его тела во время бега. После того как нога будет выброшена вперед и на нее перенесется вся тяжесть тела, бедро человека, а следовательно, и его центр тяжести опишут часть окружности, радиус которой равен длине ноги. При следующем шаге — то же самое. В результате центр тяжести человека при беге и ходьбе
Рис. 8. Схема передвижения по циклоиде центра тяжести (А) человека при ходьбе и беге (r — длина ноги, Р - действующие силы).
описывает циклоиду. Ускорения при этом направлены к земле в точке Р. Эти ускорения во время быстрой ходьбы и вызывают удары каблуков о землю, а следовательно, удары венозной крови по клапанам. С каждым ударом зашлакованная кровь проталкивается по венам к сердцу, подобно тому, как выбрасывается вверх пробка из бутылки при ударе днищем о землю.
Схема механизма движения человека позволяет сделать еще одно интересное наблюдение. Как известно из механики, для прямолинейного движения тела с постоянной скоростью никакой затраты энергии не требуется. Но во время прямолинейной ходьбы человек устает. На что тратится его энергия? Как говорилось выше, центр тяжести человека движется не прямолинейно, а по циклоиде, поэтому центр тяжести при каждом шаге поднимается и опускается примерно на восемь сантиметров при длине ног в 1 метр.
Если принять вес человека за 80 килограммов, то совершаемая работа подъема центра тяжести при каждом шаге на 8 сантиметров будет равна: 80X0,08 — 6,4 килограммометра. (Не считая трения и потерь).
Если человек за один час пройдет 5 километров, сделав 6250 шагов, то он затратит 6250X6,4, то есть совершит бесполезную работу в 40 000 килограммометров, что равно мощности в 0,15 лошадиной силы! А учитывая потери на трение при опускании при каждом шаге и принимая коэффициент полезного действия механизма ног равным примерно 0,5, нетрудно подсчитать, что общая затраченная мощность будет около 0,3 лошадиной силы. Это и вызывает усталость.
Рассматривая механизм ходьбы с инженерной точки зрения, приходишь к выводу, что природа для четвероногих и двуногих существ выработала в конечном счете довольно-таки несовершенную схему многозвенного устройства для передвижения. Эта схема требует большой излишней затраты энергии, сопровождающейся усиленным выделением шлаков, которые к тому же надо еще поднять на высоту в полтора метра до сердца. Поэтому весьма полезно использовать внешнего помощника — удары каблуком или всей ступней о землю во время быстрой ходьбы. Но для этого нужно ходить не совсем так, как мы привыкли с детства. Рациональной ходьбе и бегу нужно учиться у туристов и марафонцев, у которых центр тяжести подпрыгивает очень мало и как следст-
Рис. 9. Шесть последовательных движений тела при правильном беге без подъема центра тяжести. Фазы опоры — /, 2, 3, 4, фазы полета — 5, 6.
— 5 —
|