Мобилизация организма. На что способно наше тело в экстремальных условиях

Вероятно, самый известный способ адаптации к большой высоте представляет собой образование красных кровяных клеток, эритроцитов, под влиянием эритропоэтина, больше известного под аббревиатурой ЭПО. При недостатке кислорода увеличение выработки этого гормона происходит в специализированных клетках почек и в меньшей степени печени. В организме он выполняет и другие функции, которые пока не вполне понятны. Так, некоторые исследования показывают, что головной мозг повышает выработку эритропоэтина при значительных умственных усилиях и возбуждает нервные клетки, способствуя образованию между ними прочных связей. Однако широкую известность ЭПО приобрел как вещество, которое нелегально применяют в спорте для улучшения результатов. Такого рода допинг усиливает кроветворение в костном мозге. Это приводит к повышению содержания эритроцитов в крови и гемоглобина в эритроцитах и, в свою очередь, к усилению способности крови к транспорту кислорода и к улучшению результатов в видах спорта, требующих выносливости. Впрочем, тренировки в условиях высокогорья, которые сами по себе естественным путем вызывают повышение продукции ЭПО, разрешены.

О том, что такой гормон должен существовать, ученые 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.