Как мы знаем, реакция аэробного дыхания дает 36 молекул АТФ на 1 молекулу глюкозы, против реакции анаэробного гликолиза, которая дает лишь 2 молекулы АТФ на 1 молекулу глюкозы. Путем простых вычислений, мы получаем коэффициент эффективности метаболизма каждой из мембран (1440 условных энергетических единиц для легочной мембраны и 200 для кишечной), и приходим к выводу, что вклад в энергетический баланс при аэробном обмене, будет в семь раз выше, чем при анаэробном. Этот энергетический коэффициент нам очень важен для дальнейшего изучения законов, согласно которым функционирует живая материя.

Еще в 1966 году, нобелевский лауреат в области физиологии и медицины, немецкий биохимик Отто Варбург, о котором я ранее упоминал в исторической справке, отметил, что «первопричина рака – это замена дыхания с использованием кислорода в теле нормальной клетки на другой тип энергетики – ферментацию глюкозы». Итого: баланс аэробного-анаэробного вклада в «энергетический котел» играет ключевую роль в функционировании организма.

После того, как был установлен энергетический баланс мембран я попытался визуализировать термодинамическую сферу в виде шара. Площадь шара – это мембраны, легкие и кишечник; точка в центре круга – это управляющий центр, в данном случае – это ствол головного мозга. Далее возник вопрос, каким образом передать информацию от мембран к управляющей системе, в которую уже заложены определенные рамки адаптации, и обратно? Как сделать так, чтобы вся информация интегрально (то есть обобщенно) быстро, адекватно, постоянно и бесперебойно поступала от мембран первой сферы к управляющему центру первой сферы? Нужно было выявить какой-либо передающий канал.

Если мы обратим внимание на структуру клетки, мы отметим наличие среды между ее оболочкой и ядром, а именно – цитоплазмы. В человеческом организме, по аналогии с клеткой и цитоплазмой, передающей средой является кровь. Она постоянно находится одновременно и на мембранах, и внутри управляющих систем. Сердце играет также немаловажную роль в передаче информации – оно осуществляет механическую передачу информации от мембран к управляющему центру и обратно, путем переноса растворенных в плазме крови определенных веществ – газов, пептидов и аминокислот, гормонов и прочих активных биохимических субстанций. Очень важную роль играют сосуды, которые как раз и являются каналами передачи информации.

Я давно прицельно обратил внимание на анатомию этих сосудов, с которыми работал уже много лет. У нас есть четыре артерии, которые доставляют кровь в головной мозг – это две вертебральных артерии и две внутренних сонных артерии. Данная информация должна гарантированно доходить от сердца до мозга без искажения. В данном случае артерии являются транспортными магистралями, каналами для передачи информации. Самое интересное, что если мы обратим внимание на анатомию кровоснабжения ствола головного мозга, мы увидим, что все эти четыре артерии соединяются в одну – базилярную артерию, она представляет собой цистерну, которая соединяет между собой внутренние сонные и позвоночные артерии. И уже из базилярной артерии отходят ветки к стволу мозга. Фактически, это путь от сердца к управляющей системе. Поэтому, если каким-либо образом скорость поступления информации по этому пути уменьшается за счет внешнего воздействия, возникает ситуация, когда управляющий центр получает искаженную информацию, что в свою очередь приводит к возникновению ряда патологических состояний, которые мы рассмотрим в разделе «Прикладная медицинская термодинамика».

Забегая вперед, для упрощения восприятия вышесказанного, приведем наиболее яркий клинический пример: остеохондроз шейного отдела позвоночника, нестабильность 3-го и 4-го шейных позвонков, сужение просвета позвоночных артерий и вен, уменьшение скорости циркуляции крови в бассейне ствола мозга. Произошло нарушение скорости передачи информации. В первую очередь это касается концентрации кислорода в крови, но не ограничивается этим параметром. Весь ствол мозга стал получать неправильную информацию от всех органов и систем из-за неполного сдавливания позвоночных артерий и вен!

Сначала мозг оценивает сложившуюся ситуацию как временное снижение уровня концентрации кислорода в атмосфере, при том, что на самом деле в атмосфере концентрация кислорода не поменялась. В ответ на получение искаженной информации, управляющий центр активируется и с помощью нервно-мышечной передачи пытается компенсировать недостаток кислорода в организме путем увеличения частоты сердечных сокращений и повышения артериального давления. Это яркий пример слаженной работы первой и второй термодинамических сфер, ничто иное, как пример быстрой адаптивной реакции. То есть, так называемую эссенциальную или идиопатическую артериальную гипертензию следует отнести именно к реакции адаптации организма, а не к патологическому состоянию. Только на одном этом примере мы можем себе представить, насколько важно беспрепятственное прохождение биохимической информации от мембран к управляющему центру. Таких примеров в нашей книге будет достаточно. Для этого есть специальный раздел – прикладная медицинская термодинамика, где будут подробно разобраны как заболевания, так и адаптивные реакции организма на изменение внешней среды.

Внесем еще одно ключевое понятие о первой сфере. Представим человека как огромный шар, который находится в некой гипотетически «идеальной» среде, где снаружи, там, где легочная мембрана, – постоянная концентрация кислорода и других газов, температура и давление, а кишечная мембрана погружена в идеальный бульон тоже с идеальными условиями. Поскольку это гипотетическая модель, мы сознательно не будем учитывать влияние второго закона термодинамики для упрощения подачи материала. В дальнейшем мы введем такое понятие, как принцип самообновления, которое нам позволит строить любые гипотетические модели, не нарушая термодинамических принципов.

Итак, при идеальных условиях передачи биохимической информации, эта сфера может существовать в идеальном равновесии сколь угодно долго – вечно. Если же появится малейшее нарушение передачи информации от мембраны к управляющей системе, сразу же возникнет биохимический дисбаланс – метаболический синдром, и если вовремя не устранить это нарушение передачи, путем воздействия на причину возникновения, этот дисбаланс со временем неизбежно приведет к прекращению существования данной системы. Биохимическое угасание будет иметь вид последовательных деструктивных изменений по направлению от мембраны к центру. Если описываемые процессы рассматривать по отношению к единичной клетке – это будет деструкция плазматической оболочки, затем клеточных включений и, в конце концов, клеточного ядра. Если же методически рассматривать ситуацию в целом по отношению к организму человека, можно привести следующую схему: компрессия сосудов – артериальная гипертензия – метаболический синдром – единичные атеросклеротические бляшки – сужение просвета магистральных сосудов – ишемический инсульт – смерть. Итогом любых нарушений передачи в управляющей системе первого уровня будет постепенный дисбаланс, начиная от мембран и далее по пути к самому управляющему центру.

Таким образом, первая термодинамическая сфера, это анатомо-физиологическая структура, которая состоит из легочной и кишечной мембран, крови – как передающей среды и ствола мозга в качестве управляющего центра. Первая термодинамическая сфера полностью подчинена принципам функционирования второй сферы, к описанию которой подошло наше повествование.