Некоторые вопросы физиологии высокогорья в связи с характером питания
Научно обоснованная разработка предложений по рационализации питания в условиях высокогорья прежде всего требует изучения долгосрочных механизмов адаптации. Поэтому, естественно, в данной работе большее внимание уделено вопросам биохимии питания, чем физиологии. Тем не менее эти вопросы неотделимо связаны и взаимообусловлены.
Поэтому здесь целесообразно кратко остановиться на изменении в условиях высокогорья ряда так называемых физиологических показателей в зависимости от характера питания. По-видимому, нет необходимости в подробной характеристике всех физиологических сдвигов в организме горных аборигенов и вновь прибывающих в горы людей. Эти вопросы подробно освещены в трудах как отечественных, так и зарубежных исследователей (Сиротинин Н. Н., Барбашова 3. И., Миррахимов М. М., Слоним А. Д., Авазбакиева М. Ф., Исабаева В. А., Е. Van Liere, К. Stikney, A. Hurtado).
Здесь целесообразно остановиться на результатах лишь тех исследований, которые имеют определенную связь с вопросами рационального питания в условиях высокогорья.
Естественно, что из всех этих исследований наше внимание привлекают вопросы физиологии пищеварения. Работами И. П. Разенкова (1945), Г. Е. Владимирова (1936), Е. J. Van Liere (1955) и ряда других отечественных и зарубежных исследователей было установлено, что на высоте пищеварение заторможено. Соответственно снижается и потребление пищи. Так, по данным С. F. Consolazio et al. (1968), на высоте 4000 — 5000 м потребление пищи снижается от 10 до 50%. При этом некоторые исследователи считают, что потребление всех нутриентов снижается относительно пропорционально, с чем, по-видимому, нельзя полностью согласиться. Так, по данным многих источников, скорость переваривания отдельных макронутриентов заметно отличается. Последнее, как мы знаем из предыдущих разделов, связано с разной степенью изменения ферментных систем, ответственных за метаболизм этих пищевых веществ.
При этом авторы ссылаются на одинаковое отрицательное влияние механической растянутости желудка газом из-за понижения атмосферного давления (Stikney J. С, Van Liere E. J., 1942, Hannon L. F., 1972).
По данным Е. J. Van Liere (1955), эвакуация пищи из желудка на высоте 6000 — 8000 м замедлялась в пять раз. Перевариваемость на сравнительно небольших высотах в начале пребывания не нарушается (Frederich W., 1932), тогда как по мере подъема на большие высоты и с течением времени, по крайней мере до завершения периода так называемой срочной адаптации (2 недели), отмечается существенное нарушение желудочного пищеварения (Разенков И. П., 1945, Kotowski L, 1973). Это связывают прежде всего с количественно-качественным изменением желудочной секреции и нарушением перистальтики (Van Liere E. J. et al., 1948).
Сказанное в равной мере относится и к другим отделам желудочно-кишечного тракта. Так, снижение экскреции желчи и, как следствие этого, замедление переваривания жиров в условиях высокогорья отмечает P. L. Mac Lachan (1946).
В условиях барокамерной гипоксии амилолитическая активность кишечника повышалась с 16 — 20 до 120 единиц (Филиппович С. И., 1948). Активность щелочной фосфатазы поджелудочной железы при этом также увеличилась (Яница А. Г., Гордиенко С. К., 1971).
После завершения адаптации многие показатели возвращаются к норме (Toppan D. V. et al., 1957; Reynafarje В., Green I., 1963).
Степень выраженности этих явлений, а также скорость восстановления до нормы в значительной степени зависят от тренированности (Haghman В., Attland P. D., 1963).
Естественно, что характер питания как в количественном, так и в качественном отношении в этот период адаптации должен в определенной степени соответствовать указанному функциональному состоянию желудочно-кишечного тракта.
С другой стороны, общее нарушение в организме метаболизма отдельных жизненно важных нутриентов в свою очередь также усугубляет указанные изменения. Поэтому нередко увеличение количества этих нутриентов в пище несколько улучшает функцию пищеварения. Так, исследованиями С. И. Филиппович (1948, 1948а) установлено, что витамины B1 и С на высоте 4500 м значительно нормализовали нарушенную секреторную функцию желудочно-кишечного тракта.
Таким образом, между состоянием функции пищеварения и характером питания в условиях высокогорья существует сложная и обоюдная зависимость.
Результаты многочисленных исследований высшей нервной деятельности показывают, что высокогорье, являясь экстремальным условием, вызывает эмоциональный стресс. Ослабляется память, снижаются продуктивность и темп психологической деятельности, нарушаются внимание и реакции поведения.
Стадии выраженности этих отклонений в основном соответствовали периодам общей адаптации. Так, в наблюдениях М. М. Миррахимова и др. (1975) на высоте 3200 м в первые пять дней акклиматизации психическая работоспособность ухудшалась, а к десятому дню постепенно нормализовалась. В первые пять дней снижалась также концентрация и устойчивость внимания. Особенно страдали переключение и переделка умственного навыка. В этот период наблюдаются состояние эйфории, сдвиг корковой нейродинамики в сторону преобладания возбудительного и ослабления тормозного процессов. Нарушается также подвижность основных нервных процессов.
Авторы указывают, что к концу второй недели пребывания в горах эти явления максимально возвращались к норме. В период реадаптации психическая работоспособность практически не изменяется.
С целью снятия эмоционального стресса высоты Ф. П. Космолинский (1976) предложил напиток с поливитаминным комплексом. Автор отмечает благоприятный эффект этого средства. В наших с С. Ф. Журжиу наблюдениях поливитаминные комплексы — глютамевит и комплевит, а также яблочный сок с добавлением витаминного комплекса и янтарной кислоты вызывали лучший эффект на фоне рекомендованного нами питания. В частности, мы наблюдали существенную нормализацию нарушенных на высоте 2500 и 3600 м показателей корректурной пробы и усложненной пробы Ромберга. Альпинисты отмечали улучшение внимания, памяти.
Исследователи обычно отмечают нарушение функций слухового и зрительного анализаторов. Так, P. R. Burkett, W. F. Perrin (1976) на высотах 4600 — 6100 м отмечали заметное снижение порога слышимости.
В литературе имеются многочисленные указания на нарушение свето- и цветоощущения, а также на замедление скорости адаптации к темноте в условиях высокогорья. Наши данные подтверждают эти указания. Вместе с тем установлено, что эти сдвиги в значительной степени восстанавливаются при получении дополнительного количества ретинола, рибофлавина и ряда других витаминов на фоне рекомендованного нами питания.
Исследователи отмечают, что в механизмах как срочной, так и долгосрочной адаптации организма к высокогорью ведущие места принадлежат системам дыхания, кровообращения и кроветворения.
При временном или постоянном пребывании на высоте учащаются дыхание и сердцебиение, ускоряется эритропоэз, повышается содержание гемоглобина, возрастает его способность соединяться с кислородом, увеличиваются объем легких, общая поверхность альвеол, васкуляризация, особенно легких и сердца, диффузия газов в легких, энзимная активность, относящаяся к утилизации О2 в тканях. Жителей высокогорных областей характеризуют гипервентиляция, низкое рСО2 артериальной крови, легочная гипертензия, снижение венечного кровообращения, печеночного кровотока, повышение проницаемости и ломкости капилляров, полицитемия. Функциональная и морфологическая адаптация достигает через определенный срок оптимального равновесия, однако не все изменения имеют положительное значение. Некоторые из них могут долго не проявлять себя (Барбашова 3. И., 1960; Миррахимов М. М., 1968; Eckes L., 1976).
В окружающей среде с определенным газовым составом борьба за кислород во многом определила весь ход эволюции живого организма, развитие сложных физиологических систем, обеспечивающих нормальный газообмен.
Она обусловила развитие органов дыхания, кроветворения и кровообращения, от деятельности которых зависит обеспечение организма кислородом (Лауэр Н. В., Колчинская А. 3., 1966).
С другой стороны, обмен веществ вообще и метаболизм нутриентов в частности непосредственно происходит путем потребления определенного количества кислорода и освобождения углекислоты. Окисление различных нутриентов сопровождается употреблением разного количества кислорода. Как видно из табл. 11, наибольшее количество кислорода потребляется при окислении жиров, а наименьшее — при окислении углеводов.
Таким образом, от состояния физиологических систем, обеспечивающих газообмен при пониженном парциальном давлении кислорода, в значительной степени зависит уровень метаболизма нутриентов, а следовательно, и весь характер питания.
Исходя из этого, в наших исследованиях мы большое значение придавали изучению газообмена — одного из главных интегральных показателей функций указанных систем.
Данные литературы по результатам исследования газообмена при гипоксии разноречивы. О его зависимости от характера питания вообще нет упоминаний.
Одни авторы указывают на уменьшение потребления кислорода при поднятии на большие высоты (Слоним А. Д., 1963), другие же приводят факты, свидетельствующие об увеличении потребления кислорода вследствие усиленной работы мышц.
Данные, полученные при исследовании на людях, свидетельствуют о повышении газообмена, в первую очередь за счет увеличения легочной вентиляции.
В табл. 12 приведены результаты наших исследований газообмена при выполнении наблюдаемыми лицами стандартной физической нагрузки на велоэргометре.
Как видно из данных этой таблицы, при подъеме на высоту 2500 м наблюдается некоторое увеличение всех показателей газообмена. Параллельно увеличился и уровень энерготраты.
Как было указано выше, величина газообмена может в значительной степени зависеть от характера питания. В связи с этим наши наблюдения велись на разных группах людей, получавших качественно различное питание. При этом установлено, что показатели газообмена на высоте были более стабильными у людей, получавших рекомендованное нами питание с добавлением витаминного комплекса.
Так, у наблюдаемых, находившихся на фактическом питании, при подъеме в горы отмечалось увеличение потребления кислорода на 18%, редуцированная легочная вентиляция повышалась на 11%. Соответственно возросла и энерготрата на 20%, в то время как люди, получавшие более адекватное этим экстремальным условиям питание, на выполнение той же самой работы тратили энергии только на 5 — 7% больше, чем при фоновом исследовании.
Следовательно, направленное (адекватное) питание при подъеме на высоту способствует более экономному расходованию энергии путем упорядочения обменных процессов. Появляется возможность повысить работоспособность в этих экстремальных условиях.
Как показали результаты исследования В. А. Березовского (1963), при гипоксии, вызванной пережатием одной или нескольких шейных артерий, происходит снижение напряжения кислорода в мозговой ткани и повышение температуры. Это, по-видимому, обусловлено некоторым разобщением дыхания и окислительного фосфорилирования, что, возможно, приводит к лишней энертотрате. Увеличение потребления кислорода тканями при такого рода разобщенности дыхания и окислительных процессов отмечали Т. А. Попов и И. П. Березин (1963).
Заключая данный раздел физиологических исследований, следует отметить, что при подъеме в горы вследствие уменьшения парциального давления кислорода, с одной стороны, и повышения биоэлектрической активности мышц (Иванов К. П., 1959), с другой, происходит дополнительная трата энергии, которая, возможно, из-за разобщения окисления с дыханием уходит в тепло. Коррекция питания, в частности некоторое увеличение квоты легкоусвояемых углеводов, сбалансирование по отдельным эссенциальным нутриентам (по амино- и жирно-кислотному составу), дополнительная витаминизация, особенно внесение аскорбиновой кислоты, витаминов А, Е, ряд других поправок способствуют улучшению сопряжения между дыханием и фосфорилированием и предотвращают дополнительные траты энергии (10 — 15%) на тепло, что в значительной степени способствует сохранению работоспособности и ускорению адаптации к высокогорью.
По данным Л. Г. Филатовой (1961), в условиях горного климата Киргизии на значительной высоте на фоне основного обмена не наблюдается повышения частоты сердечных сокращений и даже, напротив, имеется тенденция к понижению.
Кровяное давление в средних величинах во всех обследованных районах лежит ниже норм, установленных для уровня моря. Так, во Фрунзе у мужчин — 108,5 мм рт. ст., у женщин — 100,8 мм рт. ст., в районе Иссык-Куля — соответственно 106 и 107 мм рт. ст.
Однако на основании анализа большого количества литературных сведений автор заключает, что активное восхождение на высоту, связанное с мышечной работой, почти всегда ведет к повышению частоты пульса и кровяного давления. Особенно выражено это у нетренированных людей.
Касаясь влияния характера питания на кровяное давление в условиях высокогорья, автор ссылается на ряд работ, которые, по ее мнению, не подтверждают этого.
Нечто подобное можно наблюдать и в результатах исследования Л. А. Преображенской (1966), которая установила неудовлетворительное состояние проницаемости и стойкости периферических капилляров у жителей Тянь-Шаня и Памира, несмотря на хорошую обеспеченность витамином С.
Однако, как было указано выше, наши данные говорят о том, что ухудшение состояния проницаемости и стойкости капилляров в условиях высокогорья наряду с гипоксией в значительной степени обусловлено недостаточностью отдельных нутриентов и нарушением их соотношений. Ибо при дополнительной витаминизации пищи наблюдаемых лиц на фоне рекомендованного нами питания из всех вышеупомянутых сдвигов сердечно-сосудистой системы функциональное состояние периферических капилляров в наибольшей степени было подвержено нормализации.
Одним из сравнительно подробно изученных показателей в условиях высокогорья является картина периферической крови (Сиротинин Н. Н., 1968; Краснюк А. Н., 1968; Авазбакиева М. Ф., 1968; Liere V., 1951, 1967; Hurtado A., 1932, 1956). Характер ее изменения зависит от различных условий — уровня высоты, продолжительности пребывания, исходного состояния организма. Эти гематологические сдвиги, являясь в основном проявлением компенсаторно-приспособительных механизмов организма, в то же время в определенной степени могут быть следствием альтеративных изменений в результате гипоксического состояния.
Так, Е. В. Колпаков и Н. М. Шумицкая (1963) обнаруженные ими на высоте 3500 м у собак выраженные альтеративные изменения эритроцитов и лейкоцитов связывают с интоксикацией недоокисленными продуктами азотистого обмена в связи с нарушением антитоксической функции печени в результате гипоксии.
В первые дни пребывания в горах сдвиги со стороны периферической крови полностью отражают срочные компенсаторно-приспособительные меры борьбы организма против гипоксии. Так, вследствие выброса в кровеносное русло из депо более густой крови отмечается относительная полицитемическая гиперволемия без существенных изменений форменных элементов и их соотношения между собой.
По мере развития процесса адаптации многие исследователи отмечают признаки усиленного эритропоэза, нередко обнаруживают увеличение количества ретикулоцитов.
Дальнейшие изменения могут быть настолько разнохарактерными, что их практически невозможно свести в какую-либо систему. И в данном случае нет необходимости приводить эти многочисленные литературные данные. Ибо в каждом конкретном случае эти изменения обусловлены многочисленными особенностями факторов как окружающей среды, так и самого организма, его тренированности, состояния здоровья и т. д.
Но несомненно одно: помимо экстремальных воздействий в горах одним из мощных факторов, обусловливающих особенности картины периферической крови, является характер питания.
В наших наблюдениях в показателях пришлого населения при длительном пребывании в горах в течение двух-трех лет, по сравнению с показателями популяции горных аборигенов, отмечено некоторое уменьшение количества эритроцитов и цветового показателя в составе крови. Под влиянием рекомендованного нами питания со сбалансированным белково-жировым составом, особенно у получавших дополнительное количество витаминов, указанные неблагоприятные сдвиги со стороны картины периферической крови были менее выраженными. Исследования сдвигов в эндокринной функции организма указывают на их неспецифичность. Скорее они являются проявлениями общей неспецифической стрессовой реакции на экстремальные условия высокогорья (Авазбакиева М. Ф. и др., 1975; Колюжный И. Т. и др., 1976). Это прежде всего относится к системе гипофиз — надпочечники. Обнаруживаемое нередко умеренное понижение функции щитовидной железы И. Т. Колюжный и др. (1976) объясняют как меру приспособления, позволяющую организму экономнее использовать кислород и облегчать работу сердечно-сосудистой системы.
Естественно, что характер питания должен соответствовать этим сложным изменениям нейроэндокринной, сердечно-сосудистой и других систем, зависящих как от степени, так и от продолжительности воздействия экстремальных условий высокогорья.
Заключение
Питание является одним из главных факторов, обеспечивающих рост и развитие живого существа. Чем выше стоит вид животного на эволюционной лестнице, тем сложнее и многограннее его потребность в различных пищевых факторах. Так, не только количественная, но и качественная полноценность рациона питания определяют рост, развитие, состояние здоровья и нормальную жизнедеятельность человека.
Однако обеспечение населения полноценным питанием во все времена и во всех странах являлось и является одной из самых главных и трудных проблем.
Степень разрешенности данного вопроса была и остается интегральным показателем богатства и благополучия государств.
Коммунистическая партия и Советское правительство, генеральной линией социальной и экономической политики которых является максимальное удовлетворение материальных и духовных потребностей советского народа, постоянное внимание уделяли и уделяют проблеме рационального питания населения.
Для успешного разрешения этой проблемы необходимы научные знания, основанные на данных социально-гигиенических исследований. С глубоким пониманием научных основ подходил В. И. Ленин к вопросу об организации питания. Он подчеркивал: «Нормой считать, сколько надо человеку, по науке, хлеба, мяса, молока, яиц и т. под., т. е. норма не число калорий, а количество и качество пищи» (Ленин В. И, Поли. собр. соч., т. 40, с. 342).
ЦК нашей партии и правительство в осуществлении сложной проблемы рационального питания населения постоянно придерживаются этой ленинской традиции. Благодаря этому с повышением уровня общего благосостояния населения нашей страны неуклонно улучшался и характер его питания.
Тем не менее в питании отдельных групп людей все еще встречаются определенные дефекты, связанные главным образом с особенностями климатогеографических условий.
Многообразие климатических поясов, широкий спектр биогеохимических зон в каждом ареале — характерная особенность огромной территории СССР. Отсюда — целый комплекс проблем, связанных с поддержанием здоровья и обеспечением оптимальной трудовой деятельности людей в условиях с различными, зачастую полярными климатическими характеристиками. К их числу следует отнести Крайний Север, пустынные и высокогорные районы.
Широкое освоение горных местностей, где успешно развиваются промышленность и сельское хозяйство, обусловливают все большую миграцию определенной части равнинных жителей в высокогорные районы. В связи с этим изыскание физиологических средств ускорения адаптации к экстремальным условиям высокогорья является важной с научной и практической точек зрения задачей.
Благодаря усилиям отечественных (Сиротинии Н. Н., Барбашова 3. И., Миррахимов М. М.) и зарубежных (Моngе G., Hurtado A., Van Liere E.) исследователей вскрыты механизмы адаптации к высокогорью.
Результаты этих исследований говорят о том, что в реализации мер адаптации существенна роль адекватного питания.
Однако этот вопрос изучен недостаточно.
Горную болезнь нужно рассматривать как интегральное проявление сложных перестроек в организме, возникающих вследствие воздействия комплекса внешних причин, среди которых кислородное голодание является определяющим.
В первые часы и сутки организм мобилизует свои экстремальные компенсаторно-приспособительные меры борьбы с этими экстремальными условиями.
Но как бы эти меры борьбы ни были эволюционно закрепленными и облигатными, осуществление их не зависит от воли индивидуума, а степень их выраженности обусловлена общим состоянием организма, в частности здоровьем, физическим развитием, психологическим и нервно-эмоциональным состоянием и пр.
Одним из главных и определяющих факторов всего этого, как известно, является питание.
Но еще в большей степени от характера питания как до, так и в период восхождения и пребывания в горах зависит степень выраженности тканевых компенсаторно-приспособительных механизмов. Ибо последние, согласно единодушному признанию всех исследователей, находятся в прямой зависимости от метаболического фона и обеспеченности необходимыми факторами обмена веществ.
Наши наблюдения за питанием сборной команды СССР в ходе тренировки перед восхождением на высочайшую вершину мира Эверест и казахстанской команды при восхождении на пик Ленина не дают пока полного основания для разработки предложений по рационализации питания в условиях больших высот (выше 4000 м), ибо этот вопрос больше относится к области спортивной медицины, почему и требует специального изучения в составе альпинистских экспедиций.
Обязательность учета долгосрочных тканевых метаболических приспособительных механизмов организма особенно очевидна не столько при острых проявлениях горной болезни как таковой, сколько при относительно длительном пребывании на сравнительно небольших высотах (до 3000 — 4000 м). Между тем именно на этих высотах обычно наблюдается массовое пребывание людей.
Проведенное нами в данном направлении исследование прежде всего характеризовалось комплексностью подхода и определенной целенаправленностью.
Проведено довольно широкое гигиеническое исследование фактического питания в связи с состоянием здоровья и физиолого-биохимических показателей организма людей, пребывающих на разных высотах (600, 1700, 2500, 3600, 4000 м).
Данные литературы и наши собственные исследования по изучению питания постоянных жителей гор говорят о том, что оно в принципе мало чем отличается от такового равнинных жителей. Но несомненно одно, что как у тренированных, так и нетренированных людей при каждом подъеме в горы происходят большие сдвиги в организме, что сказывается на характере их питания. Продолжительность и степень указанных нарушений зависят от тренированности, приспособленности и общего состояния организма, от сопутствующих климатогеографических и погодных условий, от физических и эмоциональных нагрузок и т. д. Поэтому существенным моментом для разработки предложений по рационализации питания является наблюдение в динамике за одним и тем же организованным коллективом. В наших исследованиях мы на эту сторону вопроса обращали особое внимание.
Набор тестов, использованных при этом, позволял дать характеристику основным путям метаболизма, определяющим механизмы адаптации к стрессорным воздействиям высокогорья, в том числе и к гипобарии. Ряд углубленных исследований проведен в эксперименте на животных.
Данные литературы говорят о том, что в условиях высокогорья, особенно на больших высотах, нарушается обмен всех видов веществ. Отдельные исследователи отмечают, что особенно подвержен нарушению метаболизм жиров и белков, соответственно указывая на нарушения всасывания и усвоения этих нутриентов. Однако в наших наблюдениях на высотах до 4000 м мы не обнаруживали грубых отклонений указанных процессов. Но путем углубленных исследований их метаболизма все же удалось установить определенные сдвиги.
На основании изучения обмена аминокислот, активности ферментов их переаминирования — ГОТ и ГПТ (глутаматоксалаттрансаминаза, глутаматпируваттрансаминаза) — нами оценивалось как состояние белкового метаболизма, так и степень вовлечения неуглеводных источников в процессы энергообразования, что позволило в определенной степени судить о потребности в экзогенной глюкозе. Одновременно исследование антиокислительного статуса организма — скорости процессов перекисного окисления липидов и обеспеченности витаминами антиоксидантного действия, ответственных за эффективность ферментативных и неферментативных путей детоксикации свободных радикалов, — позволяло, в известной мере, оценить синтетические процессы, в частности механизмы сборки и разборки мембранных фосфолипидов.
В связи с изложенным выше, изучение обмена нутриентов, реализующих свои действия в указанных адаптационных механизмах, отражает их активность и одновременно позволяет объективно судить о потребности в них (нутриентах) и, следовательно, адекватности общего фона питания.
Отмеченная нами активация ферментов переаминирования, (ГОТ и ГПТ) в горах свидетельствует об усилении обмена аминокислот глутаминовой группы, что, с одной стороны, связано с детоксикацией избыточного накопления недоокисленных продуктов (пирувата), образующихся в результате анаэробного пути превращения глюкозы, с другой — указывает на активное вовлечение аминокислот в процессы эндогенного синтеза глюкозы — глюконеогенез.
Изложенное хорошо согласуется с изменением пула свободных аминокислот. Снижение уровня аланина, аспарагиновой и глутаминовой кислот, а также возрастание содержания аминокислот с разветвленной цепью — валина, лейцина, изолейцина — указывает на активацию цикла глюкоза — аланин, то есть усиление вовлечения аминокислот в эндогенный синтез глюкозы. Уменьшение же незаменимых аминокислот (лизина, метионина, треонина, триптофана, цистина) позволяет судить об активации процессов белкового синтеза и повышении потребности в них.
Последнее подтверждается снижением уровня альбуминов сыворотки крови в горах, что, по-видимому, связано с их усиленным использованием для поддержания фонда активно метаболизирующих аминокислот. Соответственно наблюдается увеличение процента глобулинов и снижение альбумин-глобулинового коэффициента. Все это, по-видимому, характеризует нарушение белковообразовательной функции печени и одновременно отражает недостаток белка в питании, что согласуется с данными литературы.
Исследование процессов перекисного окисления липидов показало, что после подъема людей в горы содержание малонового диальдегида — конечного продукта пероксидации — значительно возрастает как в плазме, так и в эритроцитах крови. При этом активизируется и скорость спонтанного образования малонового диальдегида в эритроцитах.
Можно полагать, что в этих условиях активация липопереокисления направлена на модификацию жирно-кислотного состава мембран эритроцитов, что увеличивает сродство их с кислородом. С другой стороны, накопление малонового диальдегида указывает на снижение антиоксидантных возможностей организма.
При подъеме в горы содержание аскорбиновой кислоты в крови снижалось. При этом уменьшалась ее экскреция с мочой. В связи с этим можно полагать, что в горах происходит повышение потребности в витамине С, связанное с его усиленным расходом, и нарушение его всасывания и обмена.
Аналогичная направленность изменений наблюдалась и при исследовании ретинола и рибофлавина.
Снижение содержания ниацина в крови и уровня экскреции продукта его метаболизма — метилникотинамида — позволяет предположить, с одной стороны, увеличение в тканях фонда никотинамидных коферментов, необходимых для поддержания адаптационных процессов, с другой — повышение потребности в нем и недостаточное поступление.
В горах также отмечено, что существенно понижается содержание витамина Е в плазме и эритроцитах крови. Одновременно уменьшается концентрация β-липонротеидов и резко возрастает процент гемолиза эритроцитов.
Полученные данные свидетельствуют, с одной стороны, о нарушении транспортирования токоферолов от мест всасывания и депонирования к органам-мишеням, с другой — о повышенной потребности в витамине Е на высоте. Следует отметить, что содержание витамина Е коррелирует с гемолитической стойкостью эритроцитов, которая, как известно, зависит от скорости процессов перекисного окисления липидов и функционального состояния ферментов глутатионпероксидазной системы, эффективность которой зависит от обеспеченности организма рибофлавином, аскорбиновой кислотой и т. д.
В связи с этим заслуживает определенного внимания результат исследования активности глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и концентрации восстановленного глутатиона в крови людей на разных высотах.
Показано, что активность глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы на высоте 1700 и 2500 м компенсаторно повышается по сравнению с таковой на высоте 600 м над уровнем моря. В то же время на высоте 3600 м (высокогорье) отмечено подавление активности ферментов глутатионпероксидаз, а также резкое снижение концентрации восстановленного глутатиона — субстрата глутатионпероксидазы. Последнее, по-видимому, связано как с ингибированием глутатионредуктазы, так и с уменьшением синтеза глутатиона. В пользу этого говорит уменьшение серосодержащих аминокислот — метионина и цистина в горах.
Исходя из полученных нами данных о метаболизме нутриентов, участвующих в основных механизмах тканевой адаптации, можно было предположить о возможности благоприятного действия на этот процесс рационов со сбалансированным аминокислотным составом, с некоторым увеличением доли легкоусвояемых углеводов (моно- и дисахаридов) и витаминов антиоксидантного действия.
Соответственно нами было испытано на организованном коллективе рекомендованное нами питание в течение сравнительно продолжительного времени (1 — 1,5 года) и отмечен существенный положительный эффект.
Это было установлено путем сопоставления на фоне фактического и рекомендованного питания результатов, полученных при исследовании ряда физиолого-биохимических показателей. Данными исследованиями также было отмечено заметное повышение потребности в витаминах А, С и Е. Для оптимизации в условиях высокогорья обеспеченности организма этими нутриентами уровень дневной профилактической дозы необходимо повысить в 2 — 3 раза. Но, как известно, существует межвитаминная взаимозависимость, поэтому увеличивать долю указанных витаминов необходимо на фоне оптимального соотношения и других витаминов. Оптимальным между белками, жирами и углеводами в наших наблюдениях на высотах 2500 — 3600 м оказалось соотношение 1 : 0,9 : 5.
Соотношение между белками и жирами растительного и животного происхождения существенно не отличалось от общепринятой формулы сбалансированного питания для равнинных условий. Отмечено, что увеличение доли углеводов желательно осуществлять за счет легко перевариваемых моносахаридов. Однако у лиц, также прибывших из равнин и находившихся в этих условиях гор более длительное время (свыше 3 — 4 лет), мы не всегда обнаруживали указанное соотношение между макронутриентами. Оно практически не отличалось от такового, обнаруженного у постоянных жителей гор, и приближалось к обычной формуле сбалансированного питания.
Между тем для вновь прибывших людей, по-видимому, есть основание считать целесообразным сравнительно длительное время рекомендовать вышеуказанное соотношение между важнейшими пищевыми факторами.
С. F. Consolazio et al. (1969), сопоставив выраженность 26 симптомов острой горной болезни у наблюдаемых двух групп людей, обнаружили, что у получавших диету, обогащенную углеводами, эти симптомы проявлялись значительно меньше. По утверждению В. В. Стрельцова (1941), М. М. Бузника (1968), И. Г. Попова (1977), у летчиков, которые также испытывают кислородную недостаточность, при преимущественно углеводистой диете заметно повышается устойчивость к высотной гипоксии. Это, вероятно, объясняется тем, что при недостатке кислорода резко возрастает роль процесса анаэробного распада углеводов, обеспечивающего клетки энергией (Конструм М. Г., 1969; Баев В. И. и др., 1975; Е. Ю. Овсянников, 1971).
В условиях кислородной недостаточности анаэробный процесс расщепления углеводов подобен «спасательному кругу», который, несмотря на неудобство и маломощность по сравнению с «основным судном» — аэробным путем, обеспечивает тем минимальным количеством энергии, которое так необходимо для приспособления организма к экстремальным условиям высокогорья. Для этого нужно поступление необходимого количества углеводов. Молекула углеводов богаче других соединений кислородом, а последний может быть использован тканями при гипоксических состояниях (Добринская М. А., 1962).
Для сохранения скорости образования АТФ на прежнем уровне необходимо потребление глюкозы клеткой в анаэробных условиях в 18 раз больше в расчете на единицу веса и единицу времени (Ленинджер А., 1974).
При сгорании углеводов расходуется на 7% меньше кислорода и выделяется на 30% больше углекислоты, чем при сгорании эквивалентного количества жира (Дуринина Ж. С, 1975). Выделение большого количества углекислоты также является выгодным условием, так как при гипоксической гипоксии, особенно в период адаптации наблюдаются тенденции к дыхательному алкалозу и угнетению дыхательного центра. Кроме того, оно способствует нормализации карбоксилирования пирувата в малат и оксалацетат (Laborit et al., 1966).
Учитывается и тот факт, что понижение температуры на высоте требует введения высококалорийных продуктов, дающих большой тепловой эффект без значительной затраты кислорода для их окисления.
«При подъеме на высоту окисление белков и жиров затруднено, о чем свидетельствует увеличение в крови содержания остаточного азота и кетоновых тел. Но это не означает, что необходимо резко ограничить количество этих нутриентов в пище. Ибо дефицит необходимых факторов для жизнедеятельности организма в любых условиях, а тем более в экстремальных, не только небезразличен, но и опасен. Поэтому нужно искать пути улучшения этого обмена. Совершенно очевидный и наиболее физиологичный путь — это включение в рацион легкоусвояемых, биологически эффективных полноценных белков и жиров из легко перевариваемых источников. Необходимо, чтобы эти продукты содержали как можно меньше трудноусвояемых веществ, обладали хорошими органолептическими свойствами.
Поэтому умеренное употребление кисломолочных продуктов, свежего, вареного, доброкачественного мяса и свежих овощей и фруктов никогда не вызывает отвращения у альпинистов. Немаловажное значение имеет привычность и традиционность блюд. Так, например, многие альпинисты утверждают, что даже на довольно больших высотах они нередко с большим аппетитом употребляли сало. И переносилось оно хорошо.
Исходя из полученных результатов наблюдения за состоянием здоровья и исследования ряда физиолого-биохимических показателей организма как организованных коллективов людей, так и неорганизованного населения, мы кроме теоретических разработок внесли конкретные практические предложения для разных профессиональных групп, пребывающих в условиях высокогорья.
Следует отметить, что сравнительно длительное пребывание населения чаще всего отмечается на высотах до 3500 — 4000 м над уровнем моря. В основном это профессиональные группы людей и, как правило, питание у них организовано в централизованном порядке.
Клинические испытания разработанных нами рационов питания показали, что потребность организма в отдельных пищевых веществах в условиях высокогорья определяется общим требованием к рациональному питанию здорового человека, основанном на концепции сбалансированного питания, разработанной академиком А. А. Покровским. Как количество, так и соотношение между растительными и животными белками и жирами в питании не должны существенно отличаться от рекомендуемых норм для равнинных мест. Но, как было указано выше, в первое время сравнительно долго необходимо несколько увеличить долю легкоусвояемых углеводов. При этом белки, жиры и углеводы должны соотноситься как 1 : 0,9 : 5. Пища должна быть высоко-витаминизированной. Особое внимание нужно уделять содержанию витаминов антиоксидантного действия (Е, А, С и др.).
Благоприятное влияние на общее состояние оказывают кисломолочные продукты, значительно уменьшая чувство жажды и одновременно являясь полноценными продуктами питания. Особенно следует отметить в этом отношении высокую эффективность таких продуктов, как шубат, кумыс, айран, различные сыры, курт, сузбе и т. д.
Хорошо утоляют жажду и тонизируют кислые фруктовые соки. С этой целью рекомендуют китайский лимонник, лимонный сок, лимонную кислоту с глюкозой и т. д.
Желательно несколько ограничить трудноусвояемые продукты — жирное мясо, овощи с большим содержанием клетчатки, жареные, вяленые и копченые продукты. Из мясных блюд предпочтительнее всего вареное свежее мясо. В условиях высокогорной гипоксии из-за нарушения деятельности органов пищеварения (ослабление перистальтики, дисбактериоз, угнетение сокоотделения и т. д.) возможны различные дисфункции, в частности метеоризм. В связи с этим рекомендуется ограничить применение бобовых, кукурузы, продуктов, содержащих трудноусвояемую клетчатку (ржаной хлеб, капусту и т. д.).
Однако лук, чеснок и ряд других продуктов, применяемых как приправа, считаются эффективными средствами предупреждения горной болезни.
Исходя из целесообразности углеводной ориентации в период акклиматизации, мы испытали ряд продуктов, богатых легкоусвояемыми углеводами. С этой целью наряду с рафинированными углеводами — сахарами — были применены натуральные традиционные продукты аборигенов. Один из них — тары. Это крупа, получаемая путем специальной переработки проса. В настоящее время разработана промышленная технология такой переработки.
Главной особенностью тары является то, что при переработке крахмалистые полисахариды подвергаются частичной деструкции, а крахмальные гранулы полностью оклейстеризовываются, в результате чего полисахариды легко расщепляются амилазами. Крупа имеет хорошие органолептические показатели: аромат, сладковатый привкус. Кулинарная обработка тары проста, заключается в кратковременном замачивании (8 — 9 мин) в горячей воде, что также имеет исключительно важное значение в трудных условиях высокогорья.
Горячий чай с сахаром во все сезоны года и в любую погоду в условиях высокогорья является желанным напитком.
Лимонный сок и лимонная кислота с глюкозой, аскорбиновой кислотой и витамином В1 кислые фруктовые соки с поливитаминами в наших наблюдениях всегда и всеми отмечались как отличные напитки.
Рекомендуется прием органических кислот или хлористого аммония, которым удается вызвать ацидотические изменения в крови (Шатенштейн Д. И. и др., 1934; Владимиров Г. Е., 1939).
Кислое питье, вероятно, рекомендуют не случайно. Именно при сдвиге рН в кислую сторону происходит более легкая отдача кислорода из капиллярной крови тканям (Строев Е. А., Макарова В. Г., 1978).
Дополнительная доза поливитаминных комплексов с фруктовыми соками особенно хорошо сказывается на состоянии здоровья и работоспособности при высокогорных восхождениях.
Нами испытывались различные варианты поливитаминных смесей. Среди них особого внимания заслуживают поливитаминные комплексы — глутамевит, предложенный Всесоюзным научно-исследовательским витаминным институтом, и наш препарат комплевит.
Глутамевит, кроме витаминов А, В1 В2, В3, В6, В12, С, Е, РР, фолиевой, пантотеновой и липоевой кислот, в физиологической дозировке содержит большой набор микро- и макроэлементов, что объясняется их важной ролью в качестве коферментов в ферментных системах, активизирующих окислительные процессы. С этой точки зрения особую значимость имеет наличие в составе глутамевита и глутаминовой кислоты. Исходя из результатов наших исследований, несколько повышенное содержание витаминов С, Е и РР в данном комплексе также является удачным.
В отличие от глутамевита в комплевите имеется липоевая кислота, а также микроэлементы магний, цинк, кобальт и марганец, имеющие исключительно большое значение в гликолитических процессах, приобретающих особую роль в условиях высокогорья.
Таким образом, питание в условиях высокогорья имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать при разработке конкретных мероприятий по ускорению адаптации человека к этой экстремальной обстановке. И вместе с тем, как видно из изложенного, практически невозможно разработать определенные меню для всевозможных условий высокогорья. Это зависит как от уровня высоты и климатических условий, так и от подготовки человека к условиям высокогорья. Немаловажное значение имеют, с одной стороны, наличие продуктов, с другой — привычки человека в питании, профессия и т. д. Но при всем этом разнообразии определяющих факторов при сравнительно длительном пребывании людей в условиях высокогорья во главу угла необходимо ставить положение о необходимости соответствия калорийности и химического состава дневного рациона физиологической потребности организма в них и состоянию обмена веществ.