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

проживания или ночного отдыха. Риски для здоровья, связанные с такими условиями труда, – предмет многочисленных национальных и международных научных исследований. Горная промышленность – основа экономики андских государств. Чили, наряду с Перу и Бразилией, остается важнейшим поставщиком сырья в Южной Америке; именно там сосредоточено 30 % мировых запасов меди. В 2009 году стоимость всей горнодобывающей промышленности Чили оценивали в 31,5 млрд долларов, в то время как на долю добычи нефти, газа и угля из этой суммы приходится всего 140 млн долларов. В Боливии, между соляными слоями в районе Салар-де-Уйюни, на высоте 3600 м, залегают крупнейшие в мире запасы лития – незаменимого сырья для изготовления аккумуляторов. Германия с радостью получила бы доступ к этому важному ресурсу, но сделка между немецкой фирмой ACI Systems Alemania из Баден-Вюртемберга и боливийским государственным предприятием YLB неожиданно сорвалась в конце 2019 года.

На крупных международных и национальных горнодобывающих предприятиях применяется высокотехнологическое оборудование, работающее круглосуточно по большей части на открытых карьерах. Возраст сотрудников (как правило, выходцев из разных южноамериканских стран) находится в диапазоне от 20 до 55 лет. Только в Чили в этой отрасли промышленности заняты 60 000 человек. Лишь изредка приезжают команды специалистов из таких стран, как Канада, Австралия и Китай. Подавляющее число работающих – это жители прибрежных областей Южной Америки, не приспособленные к жизни на больших высотах; кечуа и аймара, которые хорошо адаптированы к высокогорью, редко работают на горных разработках. Раньше владельцы шахт не были обязаны придерживаться каких-то правил или законов, обеспечивающих безопасные условия труда на больших высотах. Однако с 2012 года руководство предприятий обязали непрерывно следить за состоянием здоровья персонала.

За восемнадцать лет до этого мы совместно с чилийскими (профессор Клаус Бен и профессор Анибал Льянос) и перуанскими (Карлос Монж и его группа) физиологами провели первый международный симпозиум, посвященный работе на больших высотах, Adaptación trabajo en altura (Адаптация к высотной работе), в Копиапо в Северном Чили. Через несколько лет там проводилась самая широкомасштабная спасательная операция в истории горнорудной промышленности с участием всех стран мира. В подземной медной и золотой шахте в Сан-Хосе, в 45 км к северу от Копиапо, 5 августа 2010 года произошел обвал горных пород. 33 шахтера оказались запертыми на глубине 700 м под землей. Они ждали спасения больше двух месяцев, прежде чем 13 и 14 октября все рабочие не были доставлены на поверхность. Наше исследование рабочих нагрузок в чилийской горной промышленности проводилось на шахте Ла-Коипа в том же районе Копиапо. Подобное подземное исследование за несколько лет до этого мы уже провели в Гане.

Измерение кровотока в головном мозге и в периферических сосудах на высоте 4500 м в Южноамериканских Андах

Мы начали с изучения особенностей кроветворения на больших высотах. Испытуемые работали по семидневному сменному циклу, то есть семь дней находились на уровне моря, а затем семь дней работали на высоте выше 3600 м. Полученные результаты мы сравнили с собственными данными, так сказать, контрольной группы людей, не адаптированных к высоте и не работавших посменно на большой высоте. К нашему большому удивлению, оказалось, что у чилийских рабочих, несмотря на многолетнее воздействие больших высот, острый скачок в выработке эритропоэтина и его выведение почками были такими же, как у нас. Далее, у горнорабочих снижение концентрации ЭПО в крови происходило еще до того, как они спускались в низину на отдых, то есть в то время, когда они еще находились на большой высоте. Это означало, что регуляция выработки эритропоэтина может зависеть не только от парциального давления кислорода: после некоторой начальной фазы регулировать его секрецию начинают какие-то другие механизмы. В то время эти регуляторные механизмы нам были еще неизвестны, но сегодня мы знаем, что контроль за кроветворением переходит к «индуцируемым гипоксией факторам-1» за счет их образования и разрушения. Эти транскрипционные факторы представляют собой регуляторные белки. Связываясь со специфическими участками ДНК, они либо стимулируют, либо тормозят транскрипцию ДНК в клеточном ядре и таким образом регулируют выработку ЭПО. За расшифровку и описание этих клеточных механизмов, которые на фоне гипоксии тканей стимулируют продукцию ЭПО, трое ученых в 2019 году получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

Этот факт показывает, что результаты прикладных исследований в области производственной и экологической физиологии могут внести существенный вклад в фундаментальную науку. Отсюда следует, что изучение ритма сна и бодрствования, водного баланса, воздействия ультрафиолетового излучения очень важны для понимания влияния различных моделей сменной работы на здоровье и работоспособность трудящихся. В Чили распространены 7–10-дневные циклы с 12-часовыми рабочими сменами. Рабочие спят в специальных помещениях на высоте между 2800 и 3200 м, где, кроме того, располагаются столовые и места отдыха. То есть люди спят на высоте существенно ниже той, на которой они работают, – почти 4000 м. Это, кроме того, означает, что горняки неделю подвергаются перемежающемуся воздействию гипоксии и низкого давления на разных высотах днем и ночью. Это создает дополнительную нагрузку на человеческий организм. В результате можно предсказать высокую частоту несчастных случаев, а итог долгосрочного воздействия таких условий на человеческий организм нам пока почти неизвестен. Проведенные исследования указывают на то, что сменная вахтовая работа на большой высоте вредно отражается на циркадном ритме, энергетическом обмене, сердечно-сосудистой системе, гормональном балансе и базовых клеточных функциях, например на делении клеток. Совокупный спектр влияний перемежающегося характера работы на высоте пока нельзя считать полностью выясненным и поэтому здесь настоятельно необходимы дальнейшие исследования. В конечном счете придется оснащать такие рабочие места, как ALMA (5050 м), расположенные на большой высоте, отсеками, где атмосфера будет обогащаться кислородом.

Напротив, хорошо известно, какие проблемы возникают, когда неподготовленные люди подвергаются воздействию большой высоты, как это случилось со мной. Адаптация к высоте, как уже было сказано, зависит от скорости подъема, от абсолютного значения достигнутой высоты, от высоты, на которой человек спит, и от общего состояния здоровья, но не от тренированности и выносливости. Кроме того, восхождение на большую высоту должно происходить поэтапно. Для покорения высоты более 5000 м, если вы хотите сделать это по правилам, потребуется от двух до трех недель. Если восхождение осуществляется слишком быстро, слишком интенсивно и на слишком большую высоту – как в случае моего восхождения на Блауайс, – то следствием может стать высотная головная боль или острая горная болезнь. На высотах от 3000 м (в редких случаях и ниже) может также развиться отек легких или отек головного мозга. Триггером этих заболеваний становится снижение атмосферного давления и связанного с этим снижения парциального давления кислорода, что ведет к снижению содержания кислорода в артериальной крови и уменьшению снабжения им тканей. На тяжесть этих высотных заболеваний могут негативно влиять и другие факторы. Среди прочего к таким факторам относят ослабления дыхательного ответа на уменьшение доступности кислорода на высоте (ключевое слово: