Мобилизация организма. На что способно наше тело в экстремальных условиях - Ханнс-Кристиан Гунга

начали догадываться уже сто лет назад. Но только в последние десятилетия удалось наконец расшифровать последовательность гена ЭПО. Трудность заключалась в том, что, в отличие от других гормонов, эритропоэтин не запасается, а синтезируется только по потребности, то есть при гипоксии. Только после того, как была расшифрована аминокислотная последовательность ЭПО, а его ген был выделен и клонирован, в восьмидесятых годах начали стремительно развиваться исследования гормона и клиническое его использование. Только двумя годами позднее, с помощью рекомбинантных технологий, удалось создать синтетический гормон и приступить к его промышленному производству под названием «Эпоэтин». Сегодня этот гормон находит полезное применение во многих областях клинической медицины. Так, его получают пациенты, у которых на фоне химиотерапии подавляется кроветворение; такое лечение приводит к повышению их шансов на выживание и улучшает состояние и самочувствие.

Что касается насыщения гемоглобина кислородом, то для его определения существуют специализированные рецепторы в сонных артериях, так называемые каротидные тельца. Если уровень насыщения падает, то за счет стимуляции этих сенсоров происходит увеличение глубины и частоты дыхания, частоты сердечных сокращений и минутный объем крови. Усиление дыхания называют гипоксическим вентиляционным ответом (ГВО). Это важный параметр, позволяющий судить о степени адаптации к высоте – мы вернемся к нему, когда будем обсуждать особые механизмы адаптации к большой высоте у жителей Тибета и Анд. На уровне моря парциального давления кислорода, о котором уже говорилось в начале главы, достаточно для стопроцентного насыщения гемоглобина кислородом. У здоровых людей такое насыщение может поддерживаться до высоты 4000 м. При более длительном периоде приспособления и на фоне форсированного дыхания такой уровень насыщения достижим до высоты 7000 м, но процесс адаптации продолжается много недель и не приводит к полному приспособлению. Полная адаптация происходит только до высоты 5300 м. Если неподготовленного человека быстро поднять на высоту 7000 м, то через четверть часа он потеряет сознание. На высотах от 7000 до 12 000 м люди могут выживать только за счет форсированного дыхания чистым кислородом. При этом вентиляция чистым кислородом допустима только ограниченное время – порядка двух часов, после этого она становится токсичной, так как в организме образуется большое количество кислородных радикалов, которые среди прочего вызывают повреждение клеточных мембран. Даже такие экстремальные альпинисты, как Райнхольд Месснер и Петер Хабелер, лишь короткое время могли обходиться без дополнительного кислорода на последних метрах до вершины Эвереста, на высоте 8848 м. Свыше 14 000 м людям требуются герметичные кабины самолетов, где поддерживается нормальное давление воздуха, чтобы пребывание на такой высоте вообще было возможным. Что касается индивидуальной работоспособности на больших высотах, то она варьируется в очень широом диапазоне. Так, в одном полевом исследовании, проведенном в США на пике Пайкс (высота 4325 м), было показано, что максимальное поглощение кислорода у некоторых испытуемых снижалось всего на 8 %, а у других – на все 50 %.

Здесь мы подходим еще раз к важнейшему пункту адаптации к высоте. Приспосабливаться надо медленно, в несколько этапов, а не так, как при моем восхождении на Блауайс. Вот практические показатели, которые каждый может наблюдать без всяких вспомогательных средств и которые говорят об успешной адаптации к большой высоте: частота пульса, измеренная в покое утром перед восхождением, возвращается на высоте к своему исходному значению; нагрузка вызывает углубление дыхания; сон периодически прерывается, так как возрастает частота мочеиспусканий, особенно ночью, – это явление называют высотным диурезом.

Если же, например, частота утреннего пульса в покое больше, чем на 20 % выше, чем его частота в низине, то это говорит о том, что человек все еще находится в критической фазе приспособления и должен пока оставаться на достигнутой высоте. Если частота пульса позже возвращается к исходной «равнинной» величине, то это означает, что процесс акклиматизации успешно завершен. Если нет никаких других нарушений, то человек может продолжить восхождение. При этом, как известно из практического опыта, в последующие дни высота, комфортная для сна, оказывается меньше, чем высота дневной адаптации. Таким образом, днем надо восходить на очередную высоту, а на ночевку надо спускаться ниже. На следующий день надо взойти до более высокой отметки, а вечером спуститься несколько ниже.

Подводя итог, можно сказать, что адаптация к высоте зависит от скорости восхождения, высоты комфортного сна, абсолютной достигнутой высоты и общего состояния здоровья, но не зависит – и это страшно удивило меня при восхождении к Шертенальму – от выносливости. Сегодня я знаю, что и марафонские бегуны экстракласса при несоблюдении этого правила остановок заболевают высотной болезнью. При этом, по моему мнению, понятие «высотная болезнь» в отношении высот до 5300 м вводит в заблуждение. В этом случае речь идет не о болезни, а о неправильном поведении: слишком быстро, слишком высоко, слишком тяжелый рюкзак, отсутствие внимания к голосу собственного организма и непонимание того, что ему надо дать время на адаптацию. На высоте более 5300 м, как уже упоминалось, акклиматизация невозможна, независимо от того, как долго и гладко протекал до этого процесс адаптации.

Такие высоты – удел пассионарных альпинистов, фанатичных горных туристов или жителей высокогорья, таких как тибетцы в Гималаях или кечуа и аймара в Южноамериканских Андах. На последних мы остановимся более подробно, поскольку эти группы населения, как показали проведенные исследования, в разное время поселились в высокогорных регионах нашей планеты. Это позволяет с эволюционной точки зрения рассмотреть различные стратегии адаптации и временных параметрах, которые для нее необходимы. Так, в 2019 году китайские ученые в сотрудничестве с исследователями из Института эволюционной антропологии имени Макса Планка в Лейпциге проанализировали строение нижней челюсти древнего гоминида из Сяхе в Тибете. Благодаря генетическому анализу ученые смогли установить, что эта челюсть принадлежала члену популяции, близкородственной сибирским денисовцам, которые были до тех пор известны только по раскопкам в Денисовой пещере в Сибири. Эта находка отчетливо указывает на то, что заселение высокогорных областей Тибета происходило по меньшей мере уже 160 000 лет назад. До тех пор палеоантропологи считали, что это произошло на 130 000 лет позже. Если сегодня сравнить тибетцев с людьми, живущими на уровне моря, то первое, что бросается в глаза, – это более высокая концентрация гемоглобина в крови. Этого и следовало ожидать, потому что гемоглобин в эритроцитах служит для транспорта кислорода в крови. Если имеет место недостаток кислорода, то гемоглобин образуется в большем количестве. Однако, если сравнить тибетцев и жителей высокогорных районов Анд, то выясняется, что значения содержания гемоглобина в крови кечуа и аймара значительно выше, чем у тибетцев. Как это сочетается с тем, что кечуа и аймара заселили высокогорье приблизительно 15 000 лет назад, то есть намного позже, чем тибетцы? Может быть, жители гор Южной Америки за короткое время лучше приспособились к высоте? Или высокая концентрация гемоглобина не становится решающим фактором связывания и транспорта кислорода?