Человек в экстремальных условиях природной среды

На характер и степень изменения обменных процессов при низких температурах мнения исследователей расходятся. Одни считают, что основной обмен у лиц, прибывших в Арктику, понижается. Причем это снижение, особенно к концу полярной ночи, весьма значительно, 15- 30% по отношению к принятым физиологическим стандартам (Байченко, 1937; Синадский, 1939; Слоним и др., 1949; Lindhard, 1924). В.В. Борискин (1973), исследовавший уровень основного обмена у зимовщиков дрейфующей станции «Северный полюс-4», установил, что изменения его не превышают 7-8%. Другие ученые указывают, что в арктических условиях основной обмен имеет тенденцию к повышению на 4-5%, а у лиц, постоянно работающих вне помещений, — на 10-16% (Кандрор, Раппопорт, 1954; Данишевский, 1955; Кандрор и др., 1957; Удалов, Кузнецов, 1960; Добронравова, 1962). Аналогичные результаты получили канадские физиологи, изучавшие основной обмен у эскимосов и военнослужащих канадских ВВС (Bollerund et al., 1950). Было установлено, что даже кратковременное воздействие холода увеличивает потребление кислорода в 2,5 раза, что свидетельствует об увеличении обменных процессов (Horvarth et al., 1956). Но как отечественные, так и зарубежные исследователи сходятся во мнении, что энерготраты организма в Арктике существенно повышаются. Уровень суточных энерготрат у людей, занятых одной и той же физической работой, в Арктике на 15-30% выше, чем в условиях умеренного климата (Шворин, 1957; Кандрор, Раппопорт, 1957; Кандрор, 1960). Определяя методом непрямой калориметрии энерготраты летнего состава на Крайнем Севере, Ю.Ф. Удалов и М.И. Кузнецов (1960) установили, что они выше по сравнению со средней полосой на 10%. По сообщению О. Эдхолма, у зимовщиков английской антарктической станции энерготраты при выходе из помещений и работе на открытом воздухе возрастали с 5 до 9-10,5 ккал/мин (Edholm, 1974).

По данным В. В. Борискина (1969), энерготраты при ходьбе по ровной местности со скоростью 4-4,5 км/час в средней климатической полосе и в Арктике составляют соответственно 227 и 422 ккал/час, а, например, энерготраты при копании снега достигают 670 ккал/час.

И дело не только в действии на организм низкой температуры окружающей среды. Высокий расход энергии связан с целым комплексом различных факторов: ношение тяжелой, сковывающей движение одежды, ветер, высота снежного покрова и т.д. Только замена демисезонной одежды на теплую ведет к повышению расхода энергии при легкой физической работе на 7% (Gray et al., 1951), а при выполнении тяжелой работы — на 25% (Борискин, 1973).

Необходимость компенсировать большие энергетические траты издавна учитывалась полярными исследователями. Не случайно арктические рационы всегда отличались высокой калорийностью, иногда в 2-3 раза превышающей общепринятую (Webster, 1952). Так, калорийность суточного рациона зимовщиков дрейфующей станции «Северный полюс-1» составляла 6250 ккал (Беляков, 1939). Зимовщики дрейфующих станций «Северный полюс-2» и «Северный полюс-3» питались рационами энергетической ценностью 4500-5000 ккал/сутки (Волович, 1955). В советских антарктических экспедициях используются пищевые рационы такой же высокой калорийности — 4000-5000 ккал (Деряпа и др., 1964). А например, американский суточный рацион для зимовщиков антарктических станций имел 5944 ккал (Milan, Rodahl, 1961; Orr, 1965).

Однако, соглашаясь с необходимостью использовать в Арктике высококалорийные рационы, ученые разошлись во взглядах на важность компонентов питания. Одни придерживались мнения, что основу рациона должны составлять белки, ибо их недостаток сказывается на самочувствии и работоспособности людей (Rodahl et al., 1962); другие считали, что белок должен составлять лишь незначительную часть суточного пайка (Mitchell, Edman, 1964); третьи полагали, что наиболее выгоден рацион, состоящий из одних углеводов, и люди, использующие его в пищу, гораздо лучше переносят низкие температуры от минус 2 до минус 30° (Keelon et al., 1946). «Сахар является в высшей степени ценным теплообразующим веществом, и поэтому его суточная норма была доведена до 200 г» (Шелктон, 1935).

Многие исследователи указывали на важную роль жиров, которые, по их мнению, повышают устойчивость человека к холоду (Митчел и др., 1946; Батсон, 1950, и др).