Фрэнсис Эшкрофт - На грани возможного: Наука выживания Страница 38

Когда замерзает ткань, в клетках и межклеточной жидкости образуются кристаллы льда. Если процесс идет медленно, сначала лед кристаллизуется в межклеточной жидкости. При этом повышается концентрация незамерзшего раствора, и из клеток в процессе осмоса (диффузии воды из менее концентрированного раствора в более концентрированный) вытягивается вода. Клетка сжимается, внутри растет концентрация соли. Поскольку повышенный уровень соли разрушает белковую структуру, клетка умирает. Когда промерзание происходит быстро, внутри клеток кристаллизуются ледяные иглы, протыкая клеточную мембрану. При соприкосновении и трении кристаллы льда могут просто разорвать клетки – именно поэтому растирать обмороженные участки не рекомендуется.

При отогревании возникают новые травмы. Клетки, выстилающие стенки тончайших кровеносных сосудов, особенно уязвимы, поэтому при отогревании из них начинает сочиться жидкость, вызывающая опухание прилегающих тканей. Агглютинация (осаживание) оставшихся в капиллярах эритроцитов замедляет кровоток, что в свою очередь ухудшает поступление кислорода и питательных веществ к тканям «ниже по течению», вызывая их гибель. Учитывая обширные травмы, возникающие при отогревании, лучше всего глубоко обмороженные ткани не отогревать, оставить до прибытия квалифицированной медицинской помощи. Отогревание с последующей повторной заморозкой может привести к трагическим последствиям.

Эскимосы и исследователи

Небезызвестно, что одну и ту же температуру одни воспринимают как «собачий холод», другие – как приятную прохладу. По отзывам Дарвина, индейцы яга с Огненной Земли всю ледяную и снежную патагонскую зиму ходят раздетые – хотя костры разводят, и именно благодаря им эту землю прозвали огненной. Австралийские аборигены и бушмены Калахари обитают в пустынях, где температура резко падает по ночам и зимой может опуститься ниже ноля. Несмотря на холод, аборигены традиционно спят раздетыми на земле, отгораживаясь от ветра тонкой ширмой. Согласно исследованиям физиологов, температура тела у аборигенов снижается по ночам примерно до 35° С, соответственно падает и поверхностная температура кожи. Примерно такая же реакция наблюдается и у бушменов Калахари. Белые же европейцы в подобных условиях трясутся всю ночь от холода, ворочаясь и не давая себе заснуть, а внутренняя температура у них держится на отметке в 36° С. Однако даже европейцы переносят и воспринимают холод по-разному. Я, например, в гостях у сестры постоянно мерзну, ей же у меня все время жарко.

Берди (Генри Робертсон) Бауэрс, участник последней, злосчастной экспедиции Скотта (1911 г.), отличался исключительной стойкостью. В зимней вылазке на мыс Крозир за яйцами императорских пингвинов Бауэрс спокойно спал на 20-градусном морозе в меховом спальнике без пуховой подстежки, притом что его товарищ, Эпсли Черри-Гаррард, испытывал «приступы дрожи, которую никак не удавалось унять, и которые сотрясали мое тело так, что я думал, позвоночник не выдержит и сломается». В отличие от Черри-Гаррарда, Бауэрса миновало и обморожение. Скотт, по его собственным словам, никогда не видел «человека, настолько невосприимчивого к холоду».

Почему же Бауэрс оказался таким закаленным? Вот одна из версий: каждое утро, к благоговейному ужасу своих товарищей, он раздевался под негостеприимным антарктическим небом догола и обливался из ведра ледяной водой со снегом. Согласно некоторым исследованиям, периодическое воздействие холода позволяет до определенной степени к нему адаптироваться. Например, группа добровольцев, погружаясь ежедневно раздетыми в воду температурой 15° С на срок от получаса до часа в течение нескольких недель, впоследствии переносила условия Арктики легче и безболезненнее. Один из участников наполеоновских походов, лейтенант Хенкенс, писал в своих воспоминаниях об отступлении из-под Москвы в 1812 г., что «согревался, растираясь снегом, благо его было в избытке».

Весьма возможно, что и Бауэрсу выработать такую необычайную стойкость к морозу помогал ежедневный ледяной душ. Закалкой, скорее всего, объясняется и легендарная выносливость спартанцев, а также учеников британских частных школ, которых ежедневно заставляли купаться в холодной воде. Схожая физиологическая адаптация, по всей вероятности, позволяет некоторым людям часами возиться в воде, которая остальным кажется невыносимо холодной. Как упоминалось выше, рыбакам, эскимосам и американским индейцам даже на холоде удается сохранить непрерывную циркуляцию крови в конечностях. Выводы из полученных данных разнятся: кто-то считает, что регулярные ледяные ванны закаляют и способствуют адаптации к холодному климату, кто-то, напротив, полагает, что такие процедуры только отравляют жизнь и тем самым сводят на нет всю адаптацию. В целом отношение получается примерно как у одного сержанта американских ВВС, который, ратуя за то, чтобы пехота тренировалась в легком обмундировании для большей мобильности, применительно к себе подобное категорически отвергал.

На холоде просыпается аппетит, а возросшее потребление пищи повышает уровень обмена веществ и теплопродукцию. Основной обмен у эскимосов на 33 % выше, чем у европейцев, – главным образом за счет традиционно богатого белками рациона, включающего около 0,5 кг мяса в день. Этим отчасти и объясняется их выносливость по отношению к холоду. Кроме того, в условиях постоянного холода подкожного жира откладывается больше. Сезонные колебания веса отмечены и у британцев – зимой люди набирают вес, летом сбрасывают. А еще бытует мнение, что в эпоху мини-юбок у девушек в странах с умеренным климатом бедра становились полнее (правда, скептики утверждают, что мини-юбки просто подчеркнули существующие недостатки). В любом случае, подобные колебания веса слишком незначительны, чтобы влиять на термобаланс, и жители холодных стран в массе своей ничуть не толще жителей тропиков. Хотя другие различия в строении тела у разных рас все же имеются, как отмечалось в главе 3.

Польза холода

Холод не всегда вреден. Во время Фолклендского конфликта было замечено, что многие бойцы необъяснимым образом выживали при тяжелых ранениях – таких как потеря конечности, например, хотя до помещения в полевой госпиталь проходило иногда немало часов. Как выяснилось впоследствии, сильный холод значительно снижал кровопотерю (как у лошадей Тирьона) и вызывал легкую гипотермию, уменьшавшую потребность организма в кислороде, позволяя раненому выжить, несмотря на потерю крови.

Низкая температура иногда намеренно создается во время операций, чтобы снизить скорость обмена веществ и уменьшить потребность тканей в кислороде. Тогда кровоток можно прервать, не повреждая ткань. В кардиохирургии, например, можно остановить сердце на срок до часа вливанием охлажденных до 4° С растворов (в остальной организм подает теплую кровь аппарат искусственного кровообращения). Кровь охлаждают и для определенных нейрохирургических операций, останавливая местное кровообращение на 15 минут. «Хладнокровие» может также помочь младенцам, пострадавшим от удушья во время тяжелых родов, предотвратить необратимые повреждения головного мозга. Такие повреждения развиваются в основном в первые день-два после родов, и у животных именно холод помогает уберечь мозг. В настоящее время проводятся эксперименты с участием детей, в ходе которых выясняется, сможет ли наполненный водой шлем, охлаждающий голову новорожденного младенца до 3° С, снизить повреждения мозга.

О пингвинах и белых медведях

Человеческий род развивался на равнинах Африки, поэтому наша морозоустойчивость ограничена. Однако многие животные, в отличие от нас, замечательно приспособлены к холодному климату. От мороза их защищает густой мех или толстый слой подкожного жира, у них крупное тело и короткие конечности, что способствует уменьшению площади поверхности по отношению к объему, а значит и сокращению теплоотдачи, кроме того, у многих в тканях и крови присутствуют белки-антифризы. Другие виды просто сокращают активность в холодное время года, на период зимовки позволяя организму сильно остыть и снижая тем самым уровень метаболизма. Способ этот настолько эффективен, что для многих животных настоящую трудность обитания в условиях сурового климата представляет не холод, а скудная кормежка.

Мех (и перо) греет за счет того, что воздух, заключенный между шерстинками или ворсинками, обеспечивает дополнительный слой изоляции. Поднимая шерсть дыбом или ероша перья, животные и птицы увеличивают эту воздушную прослойку и еще больше сокращают утечку тепла. Воздух – очень хороший изолятор. Именно поэтому многослойная одежда греет лучше, чем один, пусть и теплый, слой. То же самое касается нательной майки в сетку – несмотря на свою ажурность, она греет за счет воздушных «карманов». (Сетчатую майку изобрели для британской антарктической экспедиции на Землю Грэма 1920–1922 гг., и в моем детстве они еще были в ходу, хотя сейчас вышли из употребления.)