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

и горячей. К предвестникам теплового удара относят быстро возникающую головную боль, головокружение, ощущение слабости, боль в животе, затрудненное и редкое дыхание. Артериальное давление низкое, мышцы теряют тонус и становятся вялыми, частота пульса возрастает, а дыхание становится частым и поверхностным. Затем, в зависимости от тяжести поражения, могут развиться сонливость, ступор или даже кома. На стадии ступора полностью теряется всякая самостоятельная активность при сохранении сознания. Эти больные выглядят окаменевшими, мышцы напряжены, глаза движутся, но на непосредственное обращение к пациенту он не реагирует. Кома проявляется состоянием глубочайшей потери сознания. Пораженного невозможно пробудить, у него исчезают рефлексы, он не реагирует на болевые стимулы, а зрачки перестают реагировать на свет. Причиной смерти при тепловом ударе часто становится молниеносно развивающийся шок и сердечно-сосудистая недостаточность. Важным критерием теплового удара можно назвать повышение внутренней температуры тела. Как правило, она превышает 40,5 °C. Если температура достигает 42,5° или выше, то, несмотря на интенсивную терапию, умирает 50° пациентов с тепловым ударом. Цель лечения заключается в скорейшем снижении температуры, для чего применяют любые средства вплоть до погружения в ванну с ледяной водой.

В этом месте неизбежно возникает вопрос: как некоторым организмам удается выживать в пустыне, находясь там постоянно без вспомогательных средств защиты от жары, и чему мы можем у них научиться? У млекопитающих с большой массой тела, например у жирафа, верблюда или медведя, наблюдают весьма специфическую форму приспособления к жаре или холоду; это приспособление называют адаптивной гетеротермией. Эти существа в жарком климате повышают порог потоотделения, а в холодном климате снижают порог наступления озноба; таким образом, расширяется диапазон допустимых изменений температуры тела. В жарком тропическом климате это снижает потоотделение, а в холодном – предотвращает преждевременное накопление тепла за счет дрожания, что также способствует экономии энергии.

Среди млекопитающих с большой массой тела непревзойденными мастерами приспособления к пустынному климату можно назвать верблюдов, которые вместе с ламами, альпака и викуньями принадлежат к семейству верблюдовых. Родина верблюдовых – Северная Америка. В плейстоцене они пришли по перешейку Берингия в Сибирь, откуда распространились по Азии, Аравии и вплоть до Северной Африки. Только верблюдовые Старого Света, аравийский дромадер (Camelus dromedarius) и двугорбый азиатский верблюд (Camelus bactrianus), обладают выдающимися возможностями приспособления к пустынному климату. К ним относится способность переносить экстремально высокую температуру тела даже при ограниченном доступе к питьевой воде. В течение дня верблюд накапливает избыточное тепло в организме, а ночью отдает его в окружающую среду за счет конвекции и излучения. Однако для этого механизм должен выдерживать высокую температуру тела. Густая шерсть верблюда, содержащая большой объем воздуха, создает надежный изолирующий слой, защищающий от солнечного излучения.

Человек может сделать из этого однозначный вывод: нельзя снимать одежду, находясь на солнце, а одежда должна быть просторной и рыхлой. Несмотря на эти целесообразные анатомические приспособления, интенсивное солнечное излучение и высокая температура воздуха приводят к тому, что температура тела у верблюдов может подниматься выше 42 °C; при такой температуре 50 % людей, как уже было упомянуто, умерли бы в отделениях интенсивной терапии от теплового удара. В прохладные вечера и холодные ночи, характерные для пустынного климата, температура тела у верблюдов опускается до 35 °C и ниже. Днем, когда температура воздуха в пустыне повышается, верблюд начинает потеть только после того, как температура его тела поднимается выше 42 °C. У человека это происходит, когда температура кожи достигает 34 °C. С помощью такого приспособительного механизма организм верблюда уменьшает потери жидкости с потом при тепловой нагрузке. Также они теряют минимальное количество жидкости с мочой за счет выраженного концентрирования мочи в почках; у верблюда концентрационная способность почек в два раза превышает человеческую. Поток воздуха в полости глотки и носа обеспечивает поглощение жидкости из выдыхаемого воздуха и одновременное охлаждение головного мозга. Кроме того, верблюд обладает особым строением желудка – его полость разделена на множество камер, в которых может запасаться до 200 литров воды. Жидкость из верблюжьего желудка поступает в кишечник, где она всасывается в кровь, небольшими порциями – по мере необходимости. Поступление в организм сразу большого количества воды может создать угрозу для жизни. Осмотическое давление плазмы крови может от этого сильно упасть, создавая опасность разрыва эритроцитов; правда, у верблюдов, в сравнении с другими млекопитающими, содержимое эритроцитов отличается повышенной прочностью.

В отличие от верблюдов мы, люди, все же не способны переносить уменьшение общего содержания воды в организме больше, чем на 30 %. У человека это максимум 15 %. Что касается энергии, то в горбах верблюда содержатся значительные ее запасы в виде жира, и, как правило, этого хватает на несколько недель. В знойных пустынях, где ограничен доступ к воде и источникам пищи, все это – чрезвычайно полезные и эволюционно оптимизированные приспособления к жизни и выживанию в этой экстремальной среде. Из этого мы делаем вывод: создание запаса питьевой воды – залог выживания в пустыне!

Млекопитающие с маленькой массой тела выработали другую стратегию адаптации. Кенгуровые прыгуны, обитающие на Западе и Юго-Западе Соединенных Штатов, совершенно не пьют жидкость как таковую, а обходятся водой, содержащейся в семенах и зернах, а также метаболической водой, образующейся в организме в ходе окислительных процессов. Прыгун не потеет и не расчесывает мех, как это делают другие млекопитающие, регулируя температуру тела; и то и другое может у прыгуна привести к нарушению водного баланса. Адаптивная стратегия этих животных заключается в ночной активности, а днем они прячутся от высокой температуры в разветвленных прохладных норах. Кочевники пустынь придерживаются такой же стратегии, чтобы избежать избыточной тепловой нагрузки в условиях пустыни. Днем они отдыхают в тени или в своих палатках, а по ночам снаряжают караваны и передвигаются с места на место.

И наконец бросим взгляд на приспособительные механизмы, позволяющие существовать в условиях пустыни беспозвоночным животным, таким как саранча, жуки, улитки и скорпионы, о которых говорилось в начале этой главы. Мы тоже можем кое-чему научиться у них и использовать это как технические средства. У этих видов развились различные стратегии выживания в пустыне. Например, у многих жуков, как, скажем, у чернотелок, появились надкрылья (элитры). Летать от такого приспособления стало тяжелее, но зато под надкрыльями образуется воздушная подушка, служащая теплоизолятором. Еще одним анатомическим приспособлением стали длинные тонкие ноги, которые удерживают тело на большой высоте от перегретой почвы пустыни. Щетинки на конечностях не дают насекомому глубоко проваливаться в песок. И, наконец, надкрылья покрыты канавками и бороздками – в них скапливается утренняя роса, которая по этим желобам направляется к ротовому отверстию насекомого. Бионики в настоящее время раздумывают над тем, как использовать эту остроумную морфологию поверхности тела для конструирования конденсаторов