Световая «пища» и световое голодание

Попав в желудочно-кишечный тракт, белки, жиры, углеводы пищи распадаются на простые молекулы аминокислот, простых Сахаров, жирных кислот, из которых животный организм строит сложнейшие вещества, необходимые для роста его клеток и тканей. Но есть вещества, довольно простые по строению, которые непосредственно усваиваются организмом из пищи, а не синтезируются в его тканях. Название этих веществ — витамины (жизненные амины) — не совсем точно, так как немногие из них содержат аминогруппу NH₂. Но жизненная важность, необходимость их для человека — несомненна.

Суточная потребность взрослого человека в витаминах не превышает 2—5 мг; только витамин С (аскорбиновая кислота) должен поступать ежедневно в количестве 50—75 мг. Из-за недостатка даже такого ничтожного количества «примесей» в организме приостанавливается рост клеток, развиваются тяжелые заболевания. Например, недостаток витамина С вызывает цингу — болезнь, при которой кровоточат десны, выпадают волосы, развивается общая слабость, хрупкость сосудов, происходят кровоизлияния под кожу, во внутренние органы и т. п. При отсутствии в организме витамина В₄ (авитаминоз Bi) поражаются нервные стволы (полиневрит), а недостаток витамина А вызывает болезнь, которую называют куриной слепотой.

В мясе и жире животных содержится жирорастворимый витамин D. В отличие от других витаминов он может не только поступать в организм с пищей, но и образовываться в нем из других веществ. В различных растительных и животных продуктах содержатся стероидные вещества, которые сами по себе витаминной активностью не обладают, но очень близки по своему строению к витамину D. Это эргостерин, присутствующий в яичном желтке, проростках пшеницы, дрожжах, грибах, а также 7,8-дегидрохолестерин, которого много в коже и мышцах животных и человека. Чтобы превратиться в витамин D, его предшественники, провитамины, должны претерпеть два превращения: разрыв одного из углеродных колец (кольца В) и образование третьей двойной связи в молекуле. Для осуществления этих химических перегруппировок необходима энергия. И природа уже на ранних этапах эволюции позвоночных изобрела простой и остроумный механизм использования для этой цели энергии ультрафиолетовых лучей Солнца. Сальные железы кожи ежедневно вырабатывают около 20 г кожной смазки, содержащей значительное количество 7,8-дегидрохолестерина или эргостерина. Под влиянием ультрафиолетовых лучей Солнца с длиной волны 2800—3130 А это вещество превращается в витамин D и всасывается с поверхности кожи в кровь.

Физиологическая роль витамина D заключается в том, что он способствует всасыванию из кишечника и усвоению кальция. Кальций входит в состав костей, участвует в свертывании крови, уплотняет клеточные и тканевые мембраны, регулирует активность различных ферментов, выполняет много других важных функций. Постоянство концентрации ионов кальция в крови и других жидкостях организма имеет поэтому важное значение. В организме человека крохотные околощитовидные железы выделяют особый гормон — паратиреокрин, с помощью которого содержание кальция (и фосфора) в крови поддерживается на одинаковом уровне независимо от поступления с пищей. Если в организме недостает витамина D, кальций пищи не усваивается и потребность в нем восполняется за счет кальция костей. Поэтому при авитаминозе D наиболее характерно поражение костей.

Болезнь, возникающая при недостатке витамина D у детей первых лет жизни, которых заботливые родители прячут от лучей Солнца, называется рахитом. Рахитичные дети капризны, раздражительны, плохо развиваются и не прибавляют в весе. Главные признаки болезни связаны с нарушением формирования скелета. Больные рахитом дети поздно начинают ходить или, болея, перестают ходить; их кости, теряя кальций, становятся чрезмерно гибкими и под влиянием тяги мышц и тяжести тела искривляются.

Недостаток витамина D иногда ощущается и взрослыми людьми. Во время беременности, например, увеличивается потребность организма в кальции. Кальций, необходимый для формирования скелета ребенка, при плохой усвояемости его из пищи заимствуется из костей материнского организма. При этом развивается размягчение костей — остеомаляция.

Чтобы предупредить развитие рахита, пользуются как естественными источниками витамина D (жиром печени трески), так и искусственными, облучая провитамины (эргостерин, холестерин и др.) ультрафиолетовыми лучами. Лучи короче 2700 А, не содержащиеся в солнечном свете, разрушают витамин D. При искусственном получении витамина из светового потока ультрафиолетовых ламп с помощью специальных фильтров исключаются наиболее коротковолновые лучи. Новые методы искусственного получения витамина D успешно разрабатываются в Институте биохимии АН УССР.

Витамин D предотвращает развитие рахита и лечит развившееся заболевание. Но самый лучший эффект наблюдается все же тогда, когда этот витамин образуется естественным путем в коже ребенка, освещенной Солнцем. В этом случае используется сила природы — путь, наиболее привычный для организма.

Однако световое голодание — это не только рахит. Это состояние, описанное и изученное особенно подробно советскими учеными, гораздо сложнее и шире. Потеря извести тканями зуба (эмалью, дентином) приводит к их разрушению. В организме больного туберкулезом известковые отложения ограничивают очаги в легких, как бы заключают в темницу возбудителей болезни. Из-за недостатка ультрафиолетовых лучей может нарушиться нормальное поступление кальция в организм и обостриться течение болезни. Потеря организмом кальция усиливает хрупкость мелких кровеносных сосудов — капилляров, увеличивает проницаемость тканей. Поэтому люди, долго живущие без солнечного света, легко простуживаются и тяжело переносят простуду. Солнечное голодание проявляется также в раздражительности, бессоннице, быстрой утомляемости и других признаках расстройства функций нервной системы человека.

В каких условиях может возникнуть световое голодание человека? Прежде всего большое значение имеют географические и климатические условия. На различных широтах земной поверхности длительность светового дня различна в разные сезоны года. Если на экваторе день всегда равен ночи и составляет 12 ч, то у полюсов ночь продолжается полгода. Различна и высота Солнца над горизонтом. В экваториальной области ежедневно в полдень Солнце стоит в зените, а за полярным кругом даже во время светлой половины года оно не поднимается высоко. При высоте стояния Солнца 7,3° в его свете вследствие рассеяния отсутствуют даже фиолетовые лучи, не говоря уже об ультрафиолетовых. В табл. 4 показана зависимость коротковолновой границы спектра от высоты Солнца над горизонтом.

Рис. 18. Распределение ультрафиолетовой освещенности по территории СССР (годовые дозы эритемной радиации областей В + А, эр.-час/м²)

Чем севернее район проживания людей, тем меньше ультрафиолетовых лучей достигает Земли, тем длительнее период их недостатка (рис. 18). В Ленинграде, по данным Н. Ф. Галанина, с 15 октября по 15 марта продолжается биологическая полярная ночь: лучи, вызывающие эритему, не доходят до Земли. Суровые условия полярного и приполярного климата вынуждают людей почти круглый год носить плотную одежду, сквозь которую не могут проникнуть лучи Солнца, и это усугубляет световой голод.

Таблица 4

Смещение коротковолновой границы спектра в зависимости от высоты стояния Солнца над горизонтом

Не менее важное значение имеют условия труда и жизни людей. В больших городах, где воздух загрязнен пылью, дымом, копотью, короткие ультрафиолетовые лучи почти не достигают поверхности Земли. Длительная работа в шахтах и рудниках, машинных отделениях и закрытых заводских цехах, труд ночью, а сон в дневные часы также приводят к световому голоданию. Условия жизни в жилище, планировка домов, улиц и кварталов тоже сказываются на световом рационе. Если расстояния между домами малы, а дворы представляют собой глубокие колодцы, Солнце почти не заглядывает в окна нижних этажей. Малые размеры окон и отдельных стекол в них, загрязненные стекла, шторы, занавески, даже зеленые растения могут ограничивать поступление ультрафиолетовых лучей внутрь жилища. Оконное стекло даже самых лучших сортов, поглощающее до 90—95% ультрафиолетовых лучей, не пропускает лучи короче 3100—3400 А, которые имеют наибольшую активность. Окраска стен в производственных помещениях и жилых квартирах также имеет существенное значение. Желтая окраска, например, полностью поглощает ультрафиолетовые лучи.

Проникновению ультрафиолетовых лучей в организм препятствует и одежда. Хуже всего они проходят через штапельные, льняные ткани, сатин, а также окрашенные в темные цвета хлопчатобумажные, крепдешиновые и трикотажные ткани. Более прозрачные — маркизет, майя, натуральный креп-жоржет, неокрашенный крепдешин, особенно нейлон и капрон, легко пропускают ультрафиолетовые лучи.

Как бороться со световым голоданием? Быть может, необходимо добавлять витамин D в пищу значительной части населения нашей планеты?

Прежде всего нужно уметь использовать могучий природный источник ультрафиолетовых лучей — Солнце. Загородные прогулки, купания и солнечные ванны на берегу реки или моря, туристские походы лучше любых медицинских средств помогут избежать светового голодания. В течение всего теплого периода года, а не только, во время отпуска, следует как можно шире открывать поверхность кожи живительному потоку солнечных лучей. Конечно, нужно соблюдать меру. Лучи Солнца — не безобидное удовольствие. В большом количестве они могут не только вызвать ожог кожи, но и активизировать тлеющий в организме туберкулезный очаг или ослабить некрепкое сердце.

В тех районах, где холодное время года особенно продолжительно, следует искусственно удовлетворять потребность организма в ультрафиолетовых лучах. В детских садах, яслях, школах, больницах, особенно в северных и восточных районах, применяются особые лампы (типа ЭУВ, РВЭ и др.), которые наряду с видимым светом дают и ультрафиолетовые лучи с длиной волны 3000—3400 А. На многих шахтах и промышленных предприятиях созданы специальные фотарии, где в течение нескольких минут рабочие получают значительную дозу ультрафиолетовых лучей. Все это дает возможность избежать многих тяжелых заболеваний, укрепляет здоровье советских людей.

В арсенале медицинских средств Солнце занимает видное место. Врачеватели всех времен высоко оценивали роль солнечных лучей в поддержании здоровья и бодрости людей. Современная наука раскрыла многие (но далеко не все) механизмы благотворного влияния Солнца, создала условия для обоснованного, разумного использования этой могучей силы природы. Наряду с другими природными лечебными факторами солнечные ванны рекомендуются для закаливания организма, повышения его выносливости и сопротивляемости жизненным невзгодам. При обычных условиях солнечные ванны вызывают образование небольшого количества активных продуктов фотолиза, которые оказывают на организм благотворное действие. Ультрафиолетовые лучи в дозах, вызывающих образование эритемы, усиливают работу кроветворных органов: постепенно повышается количество белых и красных кровяных телец, гемоглобина, увеличивается щелочной резерв и свертывание крови. При этом дыхание клеток и всего организма усиливается, процессы обмена веществ идут активнее. Молодые организмы быстрее прибавляют в весе, более энергично развиваются, когда получают свою ежедневную порцию солнечных лучей.

Особенно сильно продукты фотолиза возбуждают деятельность той системы организма, которая непосредственно ведает защитой от вредных внешних влияний. Называется она ретикуло-эндотелиальной или, по определению выдающегося советского ученого А. А. Богомольца, физиологической системой соединительной ткани. В ней вырабатываются белые тельца крови и тканей (лейкоциты и гистиоциты), особые белки (антитела), разрушающие чужеродные вещества и микробы. Под влиянием эритемных доз ультрафиолетовых лучей лейкоциты и гистиоциты становятся более активными, энергичнее поглощают и разрушают микроорганизмы; антитела вырабатываются быстрее и в большем количестве. Значительно возрастает сопротивляемость не только простудным заболеваниям, но и другим болезням, быстрее заживают раны. Кожа, защищающая тело от ушибов, проникновения бактерий, ядов и раздражающих веществ, под влиянием облучений усиливает свои барьерные свойства. Наконец, ультрафиолетовые лучи устраняют повышенную чувствительность организма — аллергию. При многократном воздействии ультрафиолетовых лучей продукты распада белков, возбуждая симпатико-адреналовую систему, как бы тренируют ее, увеличивая выносливость организма, закаляют его.

Такое же значение имеет тренировка систем, вырабатывающих гистаминазу — фермент, который разрушает гистамин и быстро устраняет его вредное влияние на opганизм.

Однако ультрафиолетовые лучи могут действовать на организм и посредством других природных факторов. Речь идет о влиянии ультрафиолетовых лучей на воздух, которым мы дышим, на его физическое состояние. Загрязнение воздуха пылью, газами, водяными парами оказывает вредное влияние на организм. Ультрафиолетовые лучи Солнца усиливают процесс естественного самоочищения атмосферы от загрязнений, способствуя более быстрому окислению пыли, частичек дыма и копоти, уничтожая находящиеся на пылинках микроорганизмы. Конечно, эта природная способность к самоочищению имеет пределы и при очень сильном загрязнении воздуха оказывается недостаточной.

Но роль ультрафиолетовых лучей не ограничивается этим. Самый чистый воздух все же недостаточно «аппетитен», если он не прошел «обработки» лучами Солнца. Советскими учеными А. Л. Чижевским, Л. Л. Васильевым, А. А. Минхом установлено, что воздух открытых пространств действительно обладает целебными свойствами, и ультрафиолетовый луч — одна из причин появления этого свойства.

Ультрафиолетовые, космические лучи и другие природные факторы ионизируют воздух. Ионы благодаря наличию заряда легче вступают в химические реакции, свободнее проникают через тканевые мембраны. Азот, составляющий основную массу атмосферы (78%), и углекислота (0,03%) в результате ионизации существуют преимущественно в виде положительных ионов. Выбитые электроны связываются главным образом с молекулами кислорода, обладающими особыми магнитными свойствами. Если азот не влияет на организм человека, а углекислота вредна, то отрицательные ионы кислорода, легко проникая в кровь через стенку легочных пузырьков — альвеол, лучше взаимодействуют с гемоглобином, улучшают снабжение организма столь необходимым для его жизни продуктом, влияют на уровень серотонина и других биологически активных веществ в крови. Вот почему чистый воздух так целебен для человека, вот почему так легко и глубоко дышится на лоне природы!

К сожалению, примеси, содержащиеся в воздухе больших городов, жилищ и общественных зданий, быстро уничтожают или сводят до минимума количество легких аэроионов. В последние годы широкое применение находят установки кондиционирования воздуха, которые очищают воздух от примесей, придают ему нужную температуру и влажность. Но такие установки, как правило, не могут восстанавливать нормальный ионный состав воздуха. Заменить природные факторы, в том числе ультрафиолетовые лучи, не так-то просто! Но ученые нашли выход: были созданы ионизаторы — приборы, искусственно ионизирующие воздух.

Для здоровья людей полезны легкие отрицательные аэроионы — ионы кислорода. К сожалению, многие конструкции ионизаторов дают ионы обоих зарядов или, что еще хуже, в результате разбрызгивания воды дают тяжелые ионы. Пожалуй, наилучшим является ионизатор конструкции А. Л. Чижевского. В этом приборе поток отрицательных аэроионов образуется в электрическом поле. Ионизация атмосферы — еще один важный путь воздействия ультрафиолетовых лучей на жизнь и здоровье человека. Чтобы человек до глубокой старости сохранял душевную бодрость, ясность ума и несокрушимое здоровье, он должен уметь использовать благотворную силу солнечного света.