Современные представления о питании в горах
Для разработки научно обоснованных рекомендаций но рациональному питанию в условиях высокогорья необходимо прежде всего изучить особенности питания аборигенов горных местностей. К сожалению, многие литературные источники по этому вопросу носят в основном описательный характер. В них редко встречаются упоминания о химическом составе суточного рациона, недостаточно обоснованы данные изучения состояния здоровья и физиолого-биохимических исследований. Обеспеченность пищевыми продуктами высокогорных жителей по сравнению с равнинными бывает зачастую скудной, что связано с условиями снабжения. В силу этого у горцев вырабатывался относительно автономный характер использования в пищу определенного набора продуктов. В рационе их питания преобладают продукты животноводства.
Р. Т. Baker (1969) сравнительно подробно описал характер питания инков перуанских Анд (4000 м). Основное занятие их — разведение овец и лам. Поэтому питаются аборигены преимущественно мясом и молоком. Выращивают картофель, из которого готовят разнообразные жареные блюда. В ограниченном количестве употребляют каши, супы, из привозных продуктов — хлеб.
Как одну из интересных особенностей питания следует отметить использование извести в качестве приправы к каше. Это, по-видимому, объясняется недостаточностью кальция в пище. Хотя питание имеет преимущественно мясомолочный характер, вероятно, молока и молочных продуктов либо недостаточно, либо в них, ввиду особенностей флоры региона, мало содержится кальция. Так, установлено, что кальция в дневном рационе высокогорных перуанцев, по данным R. В. Mazess, Р. Т. Baker (1964), в среднем содержится 441 мг, что в 4 — 5 раз меньше потребности взрослого человека. По данным этих же исследователей, набор продуктов (в граммах) у аборигенов высокогорья Анд выглядит следующим образом: мясо — 104, жир — 10, зерновые — 340, картофель — 1503, чича — напиток, содержащий 5% алкоголя. К сожалению, количество молока и молочных продуктов не указано.
Калорийность суточного рациона, как утверждают эти авторы, составила 3000 — 3200 ккал, белков в рационе содержалось 69 г, жира — 16 г, углеводов — 696 г, витаминов А — 102 ЕД, B1 — 1,8 мг, В2 — 2,1 мг, РР — 40 мг, С — 114 мг, кальция — 441 мг, фосфора — 2119 мг и железа — 22 мг. Эти данные, вероятно, не совсем точны, ибо в указанном количестве вышеприведенного перечня продуктов жира, по нашим подсчетам, содержится в несколько раз больше, чем высчитали авторы. Вызывает сомнение и достоверность уровня содержания в пище некоторых витаминов. Если исходить из этих цифр, то соотношение между белками, жирами и углеводами составит 1 : 0,25 : 10, что крайне нефизиологично.
Обследование питания жителей пустыни Атакама (4000 — 4500 м) показало, что 3/4 суточной энергии индейцы получают за счет кукурузы и 1/4 — в виде мяса, чаще всего сухого. Молока и молочных продуктов не употребляют, в рационе мало кальция (всего 75 мг) и белка (95 г). В этих условиях не живут ни домашние животные, ни птицы (Altland P., 1961; Hoeygaard A., 1968). Пища сельского населения горной зоны Монгольской Народной Республики также характеризуется скромным ассортиментом продуктов с преобладанием мясомолочных, что обусловливает однообразное питание и веками выработанную склонность к определенному набору блюд. Почти отсутствуют в питании овощи и фрукты (Чадровал Ш., 1969).
В питании долгожителей Кавказа, по данным Г. В. Пицхелаури (1971), калорийность несколько ниже нормы, рекомендуемой для их возраста. Режим питания 3 — 4-разовый, предпочтение отдается баранине, несмотря на это уровень холестерина в крови у этой группы долгожителей невысокий.
Вместо чая завариваются ягоды шиповника, цветы боярышника, липы, малины. Как особенность питания следует отметить регулярное употребление сыра, кислого молока с чесноком, молочной сыворотки и других кисломолочных продуктов.
Что касается горцев Средней Азии и Казахстана, то никто из многочисленных путешественников и исследователей, описавших их жизнь и быт, особого акцента на какое-либо специфическое отличие их питания не делает.
В питании «дикокаменных» киргизов Прииссыккулья и «киргиз-кайсаков», т. е. казахов, Ч. Валиханов не обнаружил различий. Эти народы, как и все кочевники, широко включали в свой рацион мясомолочные продукты.
В свое время Р. Карутц писал: «Народ, который раньше питался исключительно мясом, жиром и кислым молоком, который значительно позднее познал зерновые культуры и который еще сегодня во многих районах не употребляет хлеб, народ, который заимствовал у соседей, пожалуй, только чай, такой народ своим существованием, безусловно, опровергает сложившееся мнение, что употреблять большое количество мяса в пищу не здорово, так как трудно найти более здоровый народ, чем киргизы».
Из молочных продуктов киргизы предпочитали употребление кумыса. О применении кумыса и чеснока в качестве эффективной меры защиты от «тутека» упоминается Б. Л. Тагеевым и Ч. Ч. Валихановым, многими другими путешественниками и исследователями.
Ч. Валиханов (1861 — 1868), Г. Е. Грум-Гржимайло (1886), Н. А. Корженевский (1909), И. Р. Поддубный (1914), Ф. С. Околов (1950), Ф. С. Околов и И. Н. Анников (1957), В. М. Перелыгин (1958) и другие исследователи указывали на своеобразие питания жителей гор Киргизии. В частности, отмечается преимущественный мясомолочный характер питания. В жаркое время года освежающим напитком служит айран, разведенный водой (шалап). Из пшеничной или просяной муки варяг жидкую кашу (коже). Хлеб употребляют редко, а делают баурсаки — кусочки пресного теста, жаренные на бараньем сале.
О. П. Молчанова (1937) писала: «Киргизы, живущие в кишлаках, овощей не едят совершенно, зато всегда у них имеются молочные продукты, главным образом, в виде кислого молока или сыра собственного приготовления».
Т. А. Кожомкулов отмечал, что набор продуктов питания населения киргизского высокогорья беден. Недостаточно потребляется рыбы, птицы, растительного масла, свежих овощей и фруктов. Достаточно широко употребляются кисломолочные продукты. В рационе кочевников преобладают жиры животного происхождения: сливочно-топленое масло, конское сало, бараний и говяжий жиры.
М. К. Эсенамановой (1980) установлено, что в питании горцев-киргизов, проживающих на высоте 3000 — 4000 м над уровнем моря, мясомолочные продукты составляли больший удельный вес, чем у равнинных и предгорных жителей.
Автор констатирует, что у горцев-киргизов набор пищевых продуктов относительно невелик, состоит из молока и молочных продуктов, мяса, хлеба, муки, риса и сахара. Они мало употребляют мяса птицы и рыбу, по сравнению с равнинными жителями употребляют значительно меньше хлеба. Но зато гораздо больше включают в рацион продукты из риса. Это не случайно, если учесть, что рис обладает, особенно в совокупности с молоком, высокой биологической ценностью. Отмечено преобладание жиров животного происхождения.
Объясняя указанные отличия рациона горцев в известной степени трудностями снабжения, автор все же вполне обоснованно допускает предположение об обусловленности этих отличий физиологическими особенностями потребности организма в экстремальных условиях.
Вышеуказанный набор продуктов обусловил и своеобразный химический состав пищи, и калорийность суточного рациона. Так, отмечено, что постоянные жители высокогорья меньше потребляют белка, чем коренное население предгорья. Однако удельный вес белка, поступающего в организм за счет мяса и молочных продуктов, у горцев значительно выше.
Так, установлено, что соотношение белков животного и растительного происхождения у этих двух групп населения соответственно выглядело как 1 : 1, 7 и 1 : 1. Жиры горцы получали преимущественно за счет молока и молочных продуктов, тогда как у населения предгорных районов основными источниками этого пищевого вещества были мясные продукты.
Углеводов жители высокогорья Тянь-Шаня и Памира, по данным М. К. Эсенамановой (1979), в отличие от существующих в литературе на этот счет представлений, употребляют меньше, чем население предгорья. Однако по сравнению с рекомендуемой для обычных условий формулой сбалансированного питания в условиях предгорья и высокогорья удельный вес углеводов значительно выше. Так, соотношение между белками, жирами и углеводами в питании обследованного населения высокогорья и предгорья соответственно равнялось 1:1,1:4,4 и 1 : 0,7: 4,5.
Автор также установила некоторый дефицит таких важных микронутриентов, как витамины С, В2 и минеральные вещества — Са, Р, Mg и другие. Однако признаков их недостаточности не наблюдалось. Отсутствие гиповитаминозов автор объясняет удачным соотношением тиамина, рибофлавина, ниацина, аскорбиновой кислоты и рутина, взаимно усиливающих их биологическое действие, а также благоприятным белково-жировым фоном, экономящим расходование витаминов. Отсутствие признаков дефицита вышеуказанных микроэлементов М. К. Эсенаманова также связывает с источником их поступления, в частности с биологической активностью кальция, содержащегося в молоке. Ею установлено, что энергетическая ценность суточного рациона у жителей высокогорья ниже, чем в предгорье, где она соответствует физиологическим нормам.
Уменьшение калорийности в условиях высокогорья главным образом происходит за счет сокращения доли углеводов и в меньшей степени — белков.
Процентное соотношение расхода суточной энергии за счет белков, жиров и углеводов в пище жителей гор составило 1:2, 7:4, а в предгорье — 1:1, 7:4, 4. Общая калорийность пищи у горцев была снижена независимо от уровня обеспеченности населения продуктами питания.
Последнее автор объясняет сниженностью энерготраты и ограничением приема пищи вследствие гипоксии.
При изучении режима питания жителей горных районов отмечен более частый прием пищи в меньшем объеме по сравнению с проживающими на равнине. Большая часть рациона приходилась на обед и ужин, что согласуется с данными других авторов (Morisio J., Guidetti К., 1965).
Наконец, Т. А. Кожомкуловым, М. К. Эсенамановой и другими исследователями, изучавшими питание горцев-киргизов, подчеркивается важность включения в их рацион питания национальных кисломолочных продуктов (айран, курт, кумыс), а также чеснока, лука и пр.
Таким образом, обнаружены некоторые отличия в гигиенической характеристике питания горцев Памира и Тянь-Шаня по сравнению с таковой у предгорных и равнинных жителей.
Так, отмечено, что набор продуктов в рационе питания горцев-киргизов сравнительно ограничен и преимущественно состоит из мясомолочных продуктов. Из жиров предпочтение отдается животным жирам. Хлеб ограничен. Из круп предпочтителен рис. Калорийность суточного рациона сравнительно невысокая. Качественное же соотношение между нутриентами, за исключением некоторой углеводистой ориентации и превалирования животных жиров, существенно не отличается от обычной формулы сбалансированного питания.
В своих исследованиях к аналогичным выводам пришли и мы, характеризуя рацион питания казахов-чабанов и животноводов, в течение трех с половиной месяцев живущих на отгонных пастбищах на высоте 3000 — 3500 м над уровнем моря. Мы отметили, что питание обследуемых существенно не отличалось от их привычного рациона при проживании на равнине. Однако перечень продуктов и ассортимент блюд, изготовляемых из них, был несколько ограничен. Нам удалось отметить существенное нарушение характера питания в первые две-три недели пребывания на высоте. В этот период обследуемые нередко предъявляли жалобы на некоторое ухудшение самочувствия, головную боль, утомляемость, раздражительность, потерю аппетита и ряд других неприятных ощущений.
Анализ фактически употребляемого суточного, рациона, его химического состава, калорийности в сопоставлении с некоторыми данными об обмене веществ и усвояемости продуктов говорит о существенном нарушении этих показателей в период адаптации организма к условиям высокогорья. Калорийность и количество нутриентов в рационе фактического питания были значительно ниже обычной суточной потребности. И это сопровождалось отрицательным азотистым балансом, усилением уринарной экскреции азота мочевины и аминокислот, уменьшением уровня альбуминов, альбумино-глобулинового коэффициента и пула свободных аминокислот в плазме крови, а также активацией ферментов аминокислотного обмена. Однако сравнительно быстро, по истечении 2 — 3 недель, эти сдвиги начали восстанавливаться и до конца пребывания в горах существенных отклонений в характере питания, состоянии здоровья и показателях обмена веществ мы не отмечали.
Трудности исследований и ведения постоянного наблюдения из-за разбросанности чабанских семей нам не дали возможности установить сколько-нибудь убедительных закономерностей изменения потребности организма в этот период в отдельных пищевых продуктах и нутриентах. Эти вопросы в последующем в определенной степени были решены на организованных коллективах. В нашей стране впервые к обоснованию рационального питания в условиях высокогорья с научной точки зрения подошли в 30-е годы ленинградские исследователи — сотрудники Военно-медицинской академии Г. Е. Владимиров, Т. А. Горюхина, И. М. Дедюлин, Г. А. Дмитриев, Г. О. Ефремов, К. С. Косяков, Г. И. Котов, В. В. Оппель, 3. А. Райко, Д. И. Шатенштейн, М. Д. Чиркин и сотрудники Института питания АМН СССР во главе с О. П. Молчановой.
Одним из главных достоинств их исследований была попытка увязать практические рекомендации по питанию с уровнем и характером обмена веществ в горах. Так, они исследовали ряд физиолого-биохимических показателей у различных групп людей после загрузки организма углеводами, белками и жирами на разных высотах. Ученые изучали основной обмен, энерготрату, сахар в крови, остаточный азот, выведение с мочой азота, ацетоновых и кетоновых тел и другие показатели.
В результате этих исследований было установлено следующее: основной обмен с подъемом человека на высоту в большинстве случаев повышался, окисление углеводов заметно не изменялось, тогда как белковый и особенно жировой обмены были нарушены.
Антикетогенное действие углеводов и их способность изодинамически замещать в обмене жиры, по заключению этих исследователей, не изменялись. Но на большой высоте (выше 4000 м) специфически-динамическое действие введенного сахара понижалось при несколько ускоренном его окислении. Обнаружена была повышенная кетонурия (начиная с высоты 3000 м), уменьшающаяся после приема сахара. На больших высотах (4250 м и выше) наблюдалось накопление в крови аминного азота при малом изменении по сравнению е пребыванием на равнине уровня азота мочевины. Уменьшилось специфически-динамическое действие белков. Уровень молочной кислоты в крови повышался (Владимиров Г. Е. и др., 1936 — 1940).
Но здесь мы вынуждены обратить внимание на один примечательный, с нашей точки зрения, факт. Исследованиями Г. Е. Владимирова с соавторами (1939) было установлено, что на большой высоте в условиях относительного покоя обмен углеводов подвергается большему нарушению, нежели обмен белков и жиров в аналогичных условиях.
В пользу преимущества разнообразного рациона для высокогорных аборигенов Памира высказывалась О. П. Молчанова (1937). По ее наблюдениям, у людей на высоте 4200 м над уровнем моря при питании с преимущественным употреблением мяса и злаковых с резким ограничением овощей азотистый баланс находился в состоянии равновесия, тогда как на рационе с преобладанием овощей он стал положительным. Баланс фосфора и кальция у последних также положительный, тогда как у первых он был отрицательным. Эти и ряд других наблюдений дали основание О. П. Молчановой еще в 30-е годы рекомендовать разнообразить питание высокогорных аборигенов Киргизии, у которых наблюдалась в то время вышеуказанная полярность в структуре питания между отдельными группами населения.
Вышеописанные факты сравнительно большей интенсификации обмена углеводов в условиях высокогорья, особенно при активной мышечной нагрузке, справедливо послужили основанием для выработки следующих рекомендаций: высокогорное питание должно включать максимальное количество легкоусвояемых углеводов, необходимо ограничить жиры, а белки включать в относительно небольших количествах.
Эти выводы соответствовали наблюдениям альпинистов, отмечавших, что на больших высотах ими предпочтительно употреблялся сахар (Шатенштейн Д. И. и др., 1934).
А. И. Макарычев с соавторами (1950) установили, что при углеводном режиме питания с небольшим содержанием в нем жиров и оптимальном включении белков и других необходимых веществ наблюдается значительное улучшение деятельности коры головного мозга.
По наблюдениям Д. И. Шатенштейна с соавторами (1934), на большой высоте крайне неохотно воспринимаются мясные консервы, которые у многих вызывают отвращение. Инструкторы-альпинисты на основании своего опыта также отмечали необходимость употребления большого количества сахара, причем один из них сообщил, что он в условиях горного туризма употребляет 250 г сахара в сутки, а во время преодоления трудных перевалов и взятия больших вершин эта норма доходит до 400 г.
Авторы считают, что эта особенность питания в высокогорных условиях, по-видимому, объясняется обнаруженным Н. Н. Сиротининым понижением концентрации водородных ионов желудочного сока, что обусловливает ухудшение его переваривающей способности. Но, кстати, сам Н. Н. Сиротинин (1941) считал неверным положение о том, что переносимость гипоксии зависит от питания. Это положение он доказывал следующим образом.
Крысы, собаки и кролики, имеющие различный характер питания, одинаково выносливы к гипоксии. Горные животные (козы) легко адаптируются к высоте 11 000 м, в то время как у равнинных животных (свиньи) даже на высоте 6000 м наступала судорожная реакция. Человек же на высоте 6000 м и даже выше может находиться сравнительно долго без кислородной маски. Обезьяны более чувствительны к гипоксии, чем человек. На основании этих и других фактов Н. Н. Сиротинин (1941, 1951) сделал заключение, что адаптация к пониженному атмосферному давлению зависит не от питания, а от того, на какой высоте находилась первоначальная родина данного вида.
Все последующие исследования доказывали несомненно большую и положительную роль адекватности питания и, в частности, как утверждают многие исследователи, углеводистой ориентации в условиях высокогорья.
В этой связи особенно интересны исследования И. П. Разенкова с соавторами (1945). Ими на основании проведенных опытов на собаках установлено преимущество углеводного пищевого режима по сравнению с другими при воздействии пониженного барометрического давления. Было отмечено, что самое большое угнетение секреции желудочных желез наблюдается при применении в качестве раздражителя хлеба, а наименьшее — при даче мяса. Секреция на молоко, сливки и масло занимает в этом отношении среднее место. Эти положения заслуживают внимания при гигиенической характеристике существующих в настоящее время нормативов высокогорных рационов питания организованных коллективов, где зачастую неоправданно высок удельный вес продуктов из злаковых культур, в частности хлеба.
На основании этих же данных можно ставить под сомнение высказывания о необходимости резкого ограничения мяса в условиях высокогорья, особенно при подъеме на сравнительно небольшие высоты (до 3000 м) и длительном пребывании в горах.
С точки зрения обоснования адекватного питания для лиц, постоянно пребывающих в условиях высокогорья, большой интерес также представляют сведения о том, что при повторных подъемах нарушения были менее выраженными.
В деятельности желудочных желез здоровых людей при воздействии пониженного барометрического давления в барокамере также наблюдалось угнетение секреции желудочного сока с последствиями. При подъеме угнетение секреции желудочного сока обычно проходит через 2 — 3 дня и наступает приспособление. Эвакуаторная деятельность претерпевает такие же изменения.
Многочисленные наблюдения за сравнительно продолжительное время пребывавшими на высоте послужили основанием для предположения о повышении потребности организма в легкоусвояемых углеводах и понижении в жирах в этих условиях. Чаще всего в качестве доказательства этого приводятся факты употребления: большого количества сахара и появления жирного стула у лиц, находившихся на нормальной диете в период, подъема на большие высоты. Высокоуглеводистая диета, по данным многих исследователей, существенно повышает устойчивость людей к действию гипоксической гипоксии в горах, повышает физическую и умственную работоспособность и уменьшает тяжесть клинических симптомов горной болезни. С. Astrand (1967), С. F. Соnsolazio (1969) указывают, что высокоуглеводистая диета благоприятно влияет на состояние организма альпиниста, совершившего быстрое восхождение на большие высоты, а также повышает работоспособность. Ими было установлено, что максимальное время работы в условиях больших физических нагрузок в три раза больше при высокоуглеводистой диете, чем при низкоуглеводистом высокопротеиновом рационе.
По наблюдениям С. F. Consolazio et al. (1969), употребление жидкой высокоуглеводистой диеты (68% калорий) со сравнительно небольшим содержанием жиров (20% калорий) в течение 12 дней на высоте 4300 м приводило к более благоприятному течению горной болезни по сравнению с течением болезни в контрольной группе, получавшей также жидкую пищу, но с обычным соотношением нутриентов.
Таким образом, большинство исследователей, наблюдавших за питанием вновь прибывших в горы равнинных жителей, считают, что в условиях высокогорья углеводистая диета способна облегчить течение горной болезни, объясняя действие диеты тем, что в условиях дефицита кислорода углеводы являются хорошим источником анаэробной энергии. Кроме того, замечено, что в этих условиях меньше вероятности развития дыхательного алкалоза с его неблагоприятными последствиями, так как при высоком содержании углеводов соответственно образуется больше углекислоты в организме.
Однако во всех этих исследованиях в основном использовались субъективные тесты без глубокого изучения физиолого-биохимических показателей. Кроме того, не проведено сравнение с питанием аборигенов.
Итак, можно предположить, что на большой высоте пищеварение и обмен веществ затруднены. Вследствие этого обычное питание в условиях высокогорья в первые дни не совсем адекватно. Сравнительно легче усваиваются рафинированные углеводистые продукты (сахар, глюкоза), что послужило принципиальной основой при составлении высокогорного пайка для всех лиц, находящихся в горах, независимо от высоты и срока пребывания. Но при этом составители рациона выпустили из виду один из существенных моментов: увеличение углеводов нужно осуществлять за счет включения в рацион легкоусвояемых Сахаров, а не трудноусвояемых мучных блюд (хлеба, крупяных изделий и пр.).
Мясомолочные продукты как источники жиров и белков резко ограничивались. Эти принципы распространялись и на сравнительно долго находящиеся в горах организованные коллективы, выполняющие важные народнохозяйственные задания.
В трудах отечественных и зарубежных исследователей появляются упоминания о необходимости творческого подхода к рассматриваемому вопросу.
Так, Моссо и ряд других исследователей утверждали, что пища туриста не должна резко отличаться от той пищи, к которой он привык, так как каждое резкое отклонение от привычной диеты вызывает расстройство пищеварения, способствует развитию желудочно-кишечных форм горной болезни. Моссо рекомендовал при восхождении на вершины Альп брать с собой чернослив, так как сосание его косточек вызывало сильное выделение слюны и уменьшало жажду и сухость во рту.
Некоторые исследователи подвергают сомнению роль высокоуглеводной диеты. Так, Мс. Farland (1953), критически рассмотрев возможность использования высокоуглеводной диеты на высоте, пришел к выводу, что такая диета не может играть существенной роли в повышении устойчивости к гипоксии.
А. С. Шаталина (1957) справедливо указывает, что из-за нарушения жирового обмена на высоте альпинисту нельзя исключать из пищи жиры. Она даже рекомендует употреблять несколько повышенное количество жира: на высоте 4000 м — 150, а выше — 100 — 130 г. Автор рекомендует питание, содержащее больше углеводов, легкоусвояемых и легко мобилизуемых при большой мышечной работе, выполняемой в горах, в количестве не менее 600 — 800 г, а при штурме — 400 — 500 г. Наиболее легкоусвояемым и легко транспортируемым углеводом является сахар. Суточная потребность его — 100 — 150 г, увеличивающаяся на больших высотах и при штурме вершин до 200 — 250 г. А. С. Шаталина рекомендует употреблять сахар небольшими порциями, по 10 — 15 г, так как введение большого количества ведет к его быстрой потере с мочой. Рекомендуется прием обычных профилактических доз витаминов группы В и несколько повышенное количество аскорбиновой кислоты.
И наконец, автор разделяет мнение Г. Гигинешвили и других о полезности употребления на высоте свежего мяса.
Как было упомянуто, многие исследователи, отдавая предпочтение углеводистой ориентации, недостаточно обоснованно рекомендуют довести до минимума употребление жиров.
На этот счет имеются суждения даже противоположного характера. В этом отношении заслуживают внимания работы S. V. Rao et al. (1968), которые проводили наблюдения на солдатах на высоте 3500 — 3800 м над уровнем моря. В рацион питания включалось различное количество жира, фиксировалось общее состояние и субъективные ощущения наблюдаемых. О степени усвоения жира организмом судили по его выделению с калом. Кроме того, определялось содержание кетоновых тел в моче. При этом выяснилось, что ежедневный прием довольно большого количества жира (150 — 200 г) не вызывал никаких нежелательных явлений. Лучше всего переносились сливочное и гидрогенизированное растительное масло.
Из работ последних лет наиболее интересны исследования W. Е. Connor et al. (1978), обнаруживших, что у здоровых взрослых индейцев тарахумара, обитающих в горах Восточной Сьерры-Мадре, уровень холестерина и триглицеридов в плазме крови при сопоставлении с данными их соплеменников, живущих на равнине, был сравнительно низким, а пища содержит низкое количество холестерина и жира. Содержание белка в рационе было адекватным, а углеводы и клетчатка превалировали.
Ряд исследователей наблюдали преимущество в рационе питания высокогорных жителей мясомолочных продуктов. Это, по-видимому, обусловлено не только особенностью сельского хозяйства в горах, но связано еще и со специфическими свойствами продуктов. Так, карнитин мяса, например, снижает потребность организма в кислороде (Hahn P., Skala J., 1975). Мясные продукты богаты многими факторами кроветворения. Известно также, что при мясной диете железо и ряд других микроэлементов, необходимых для кроветворения, лучше усваиваются.
Вместе с тем отмечено, что мясная пища несовместима с потреблением большого количества растительных масел, которые на этом фоне отрицательно влияют на поджелудочную железу (Mirsky J. A. et al., 1942). По-видимому, этим и объясняется предпочтительность в рационе коренных горцев жиров животного происхождения. Учитывая это, а также на основании изучения фактического питания различных организованных групп, пребывающих в горах, мы считаем нередкое повышенное содержание растительных жиров в их рационе и тенденцию к уменьшению мясомолочных продуктов за счет включения преимущественно углеводистых продуктов не совсем оправданными.
Несмотря на включение в рацион довольно большого количества растительных масел, нередко, особенно в питании организованного коллектива, наблюдается жировой дефицит, ибо в этих условиях порой остаются несъеденными блюда, обработанные растительным кулинарным жиром. Несмотря на противоречивость сведений о значении жировой диеты в условиях высокогорья, все же больше данных, свидетельствующих о ее благоприятном эффекте.
Встречаются сведения о том, что высокожировая диета оптимизирует потребность в энергии (Wood J. D. et al., 1975), белках, углеводах (Miiller V., 1934), улучшает обмен энергии на уровне пентозофосфатного цикла (Griglio S., Gasquet P. M., 1973), образует меньше газа в желудочно-кишечном тракте (Consolazio С. F. et al., 1966).
А. С. Fraser (1940) указывает, что жиры в горах легче перевариваются и всасываются по сравнению с белками и углеводами. Высокожировая диета в отличие от высокоуглеводистой повышает усвоение йода щитовидной железой и белками крови, повышает адаптацию к холоду (Yoshimura M. et al., 1972), что имеет немаловажное значение в условиях высокогорья.
В литературе встречаются единичные высказывания о положительном влиянии предшествующего голодания на переносимость гипоксической гипоксии. Так, D. P. Chattopadhyay, S. К. Dighe (1976), F. Vorel et al. (1976) установили, что у голодавших в течение 48 — 72 ч. животных отмечалось некоторое удлинение времени выживания в барокамере при давлении, соответствующем высоте 10 000 м и более.
Согласно данным В. И. Фофанова (1973), переносимость острой гипоксии у половозрелых крыс после 37 — 40-суточного белкового голодания и последующего 28-дневного содержания на рационе с соевой мукой существенно не отличалась от переносимости животных, находившихся на стандартном рационе. Можно лишь отметить, что крысы, получавшие рацион с соевой мукой, как правило, были несколько вялыми, заторможенными. Во время «подъема» животных уже на умеренных «высотах» наблюдалось нарушение ритма и частоты дыхания; на «высоте» 12 000 м у большинства из них появлялись судороги, несколько более выраженные, чем у контрольных животных. Более продолжительное (71 день) содержание животных на соевом рационе не оказывало существенного влияния на переносимость острой гипоксии.
Установив на половозрелых крысах отсутствие существенной зависимости устойчивости к высоте от качества белка в рационе, авторы решили выяснить, существует ли корреляция между качеством белкового питания и переносимостью острой гипоксии в ранние периоды онтогенеза. С этой целью была проведена серия опытов на крысах-отъемышах. Из приведенных на рис. 1 данных видно, что у этих животных существовала четкая зависимость между устойчивостью к высоте и видом белка в рационе. Если при содержании отъемышей на рационе с казеином резервное время на «высоте» 12 000 м оставалось высоким, то при скармливании им рациона с соей устойчивость крыс к гипоксии снизилась более чем в 5 раз.
Полученные данные авторы объясняют важной пластической ролью полноценного белка в период формирования организма в обеспечении нормального уровня переносимости гипоксии животными, а также в обеспечении тех механизмов общей резистентности организма, которые связаны с функцией лейкоцитарной системы. Как видно, вопрос о формуле сбалансированного питания в условиях гор еще далек от своего решения в силу недостаточности исследований по обмену веществ с точки зрения их нутриентной роли в условиях высокогорья.
Имеющиеся в литературе сведения, какими бы они ни были многочисленными, к сожалению, не дают возможности сколько-нибудь убедительно обосновать принципы рационального питания применительно к условиям; высокогорья. Таково положение и с изученностью данного вопроса при гипоксической гипоксии, которая является универсальным и, как правило, вредным фактором; высокогорья.
Мы попытались изучить данный вопрос как в условиях эксперимента на животных, так и в длительных наблюдениях на людях и разработать некоторые основные принципиальные положения по рационализации питания в условиях высокогорья. При этом основное внимание было уделено условиям сравнительно длительного нахождения людей на высоте до 3500 — 4000 м над уровнем, моря — высоте, на которой возможно массовое пребывание людей.
Обмен веществ и питание в горах
Изучению обмена веществ при гипоксии вообще и яри высокогорной гипоксии в частности посвящено большое количество исследований.
Однако нет необходимости анализировать все эти многочисленные, порою противоречивые сведения. Остановимся лишь на характеризующих обеспеченность организма важнейшими факторами питания и потребность в них. Потребность организма в тех или иных пищевых веществах, как известно, зависит от уровня обмена, который находится в прямой зависимости от парциального давления кислорода в атмосферном воздухе. С другой стороны, адекватное питание обеспечивает необходимые компенсаторно-приспособительные процессы для адаптации к экстремальным условиям гор.
Выяснение этих сложных взаимозависимостей требует, с одной стороны, учета состава питания, с другой — исследования физиолого-биохимических параметров, характеризующих обеспеченность организма пищевыми веществами. Обмен веществ и питание тесно взаимосвязаны и обусловливают друг друга, являясь диалектически двуединой системой. Питание определяет уровень и характер обмена веществ, и наоборот, от интенсивности обмена веществ и от специфики сдвигов его многочисленных звеньев зависит ориентация структуры дневного рациона, потребность в калориях и в отдельных нутриентах.
Поэтому, изучая обмен веществ в условиях высокогорья, в данной работе мы ставили перед собой цель получить определенное представление об оптимальных нормах потребности организма в калориях и отдельных нутриентах. Литературные данные в этом отношении весьма разноречивы. Но бесспорно то, что один из главных факторов высокогорья — понижение парциального давления кислорода — оказывает непосредственное влияние на характер обмена веществ на всех его этапах, начиная с пищеварения и кончая выделением из организма конечных продуктов обмена.
Представляют интерес исследования тончайших сдвигов в субклеточных органеллах. Изучение этих внутриклеточных процессов обмена веществ при гипоксической гипоксии углубило бы наши знания по патогенезу горной болезни и, следовательно, способствовало бы выработке научно обоснованных мер по ускорению адаптации к высокогорью, в том числе и по выработке адекватного питания.
В этом смысле заслуживают большого внимания исследования внутриклеточных ферментов. Исходя из большой роли лизосом во внутриклеточном переваривании, на наш взгляд, представляют определенный интерес исследования по изучению влияния гипоксии на лизосомальные ферменты печени.
В 1969 году де Дюв и Бофей высказали предположение о том, что разрыв лизосом может вызвать повреждение клеточной оболочки и выделение ферментов в кровь. Хорошо известно, что гипоксия приводит к повышению содержания цитоплазменных ферментов (Loegering J., Criz J., 1971; Nelson В. D., 1966). Гипоксия может также понижать гепатолизосомальную устойчивость (Nelson В. D., 1966) и быть причиной выделения лизосомальных гидролизисов в цитоплазму (Abraham R.et al., 1967). Исследованиями Д. Лоежеринга с соавторами (1971) доказано, что гипоксическая гипоксия вызывает повреждение оболочки лизосом, выход содержимого в цитоплазму, повреждение оболочки клетки и увеличение содержания этих ферментов в плазме крови. Указанные сдвиги при гипоксии многие исследователи склонны связывать с недостаточностью энергии для сохранения целостности мембран (Hess В., 1963; Sanders A. P. et al., 1965). Однако этот довольно схематический механизм вряд ли можно считать глубоко аргументированным объяснением сложных биохимических сдвигов при кислородном голодании. Исследования в этом направлении, несомненно, будут продолжаться. Вышеуказанные единичные исследования здесь приводятся в качестве подтверждения важности развития углубленных исследований обмена веществ в условиях высокогорья для разработки вопросов адекватного питания.
Методы исследования
Наблюдения велись как на организованных коллективах людей, временно находящихся в горах, так и на постоянных местных жителях гор. На организованных коллективах практически здоровых молодых людей, находящихся в одинаковых бытовых условиях и выполняющих одинаковую работу в течение одного-двух лет, велось изучение фактического питания и влияния рекомендованного нами рациона. Наблюдения проводились на высотах 1700, 2500 и 3400 м над уровнем моря. О характере влияния рекомендованного питания судили по сдвигам наиболее характерных и информативных физиолого-биохимических показателей организма. С этой целью проводилось исследование энерготраты методом «прямой» калориметрии, то есть по газообмену.
Данные исследования содержания общего белка и его фракций (по Биурету), а также свободных аминокислот в сыворотке крови методом газовой хроматографии дали определенное представление о белковом обмене. По активности ферментов глутаматпируваттрансаминазы и лактатдегидрогеназы, а также по изменению концентрации молочной (по Штрому) и пировиноградной (по Бабаскину) кислот после стандартной нагрузки на велоэргометре и по ряду других показателей судили о состоянии углеводного обмена в организме.
В качестве одного из показателей состояния жирового обмена была исследована скорость перекисного окисления липидов (определение малонового диальдегида по Владимирову и Арчакову).
Большое внимание было уделено изучению состояния витаминной обеспеченности организма. С этой целью определяли содержание в различных биосубстратах отдельных витаминов, а также исследовали ряд косвенных физиологических показателей. Так, определяли концентрацию каротина и витаминов А, В2, Е, С и РР в крови и моче. Сдвиги показателей темновой адаптации, полей зрения и цветоощущения наряду с влиянием других факторов в известной степени могли произойти за счет изменения А-витаминной обеспеченности. Состояние стенок периферических капилляров, которое изучалось с применением флюоресцеиновой пробы и пробы Нестерова, дало определенное представление о С-витаминной обеспеченности. Исходя из антиоксидантной роли витамина Е, для суждения об обеспеченности организма Этим витамином мы определяли в крови конечный продукт переокисления полиненасыщенных жирных кислот — малоновый диальдегид (МДА), скорость его спонтанного образования в эритроцитах и активность фермента глутатионпероксидазы.
Как наиболее характерные интегральные показатели физиологических и патологических сдвигов в организме в условиях экстремальных воздействий нами исследованы картина периферической крови, кислотно-щелочное равновесие и ряд других физиолого-биохимических параметров. Фактическое питание высокогорных жителей изучено опросным методом, организованных коллективов — по меню-раскладке.
У последних, находившихся в одинаковых бытовых и профессиональных условиях на высоте с 1700 м до 3400 м, изучали не только вышеуказанные физиолого-биохимические показатели, исследовали также работоспособность и выносливость при стандартной нагрузке в течение определенного времени на велоэргометре.
Характеристика питания
Мы попытались выработать научно обоснованные рекомендации по рационализации питания для неадаптированных к условиям высокогорья людей.
Сравнительно длительное и массовое пребывание населения возможно на высотах до 3500 — 4000 м. Чаще всего это профессиональные группы людей. И, как правило, питание у них организуется в централизованном порядке. Это обстоятельство в еще большей степени обусловливает целесообразность выработки научных рекомендаций по рационализации питания в этих своеобразных, зачастую экстремальных условиях.
Мы изучали питание одного из таких профессиональных коллективов людей, поднявшихся на высоту 1700 м и периодически совершающих подъем на еще большие высоты (до 3400 — 3800 м). Фактическое питание наблюдаемых в этих условиях было организовано с учетом существующих указаний о преимуществе углеводной ориентации. Однако подробное изучение позволило нам выявить в нем ряд существенных недостатков.
Ниже приводится краткая гигиеническая характеристика фактического питания (ФП) лиц, находившихся под нашим наблюдением.
Анализ производился как расчетным, так и химическим методами. Были проанализированы месячные ведомости меню-раскладок по сезонам года. Окончательное заключение о фактическом питании дано после вычета доли несъеденной пищи. Сопоставление результатов расчетного и химического методов исследования не выявило существенных различий.
Как показали исследования, калорийность и общее количество основных нутриентов в суточном наборе продуктов, рассчитанные по меню-раскладкам на все сезоны года, были достаточными. Некоторые же нутриенты, в частности углеводы, превышали существующие общепринятые нормативы, так как нерационально был подобран набор продуктов. Так, существенно преобладала доля мучных при некотором недостатке молочных продуктов, свежих овощей и фруктов. Соотношение между белками, жирами и углеводами в этих наборах продуктов составляло 1:1:8.
В процентном отношении белки животного происхождения составили 40% от общего количества белков, а растительные жиры — 35% от общего количества жиров в рационе питания. Несколько недоставало витаминов А, В2, С и Е.
По истечении сравнительно короткого времени пребывания людей в высокогорье их организм как саморегулирующаяся система «устанавливал» свои нормативы. Этот процесс регулировался избирательным изменением аппетита к отдельным продуктам.
Не меняя существующего набора продуктов и меню, мы в течение продолжительного времени вели наблюдение за этим процессом, вычитая несъеденные остатки, состоящие в основном из мучных продуктов. В течение всего периода наблюдения дополнительный прием пищи вне нашего учета совершенно исключался. Эта задача разрешалась сочетанием контроля с убедительным разъяснением испытуемым цели предпринятого исследования.
Нужно отметить предпочтение, которое отдавалось кисломолочным продуктам, подслащенным и кислым напиткам, сладостям. Эти и ряд других замеченных особенностей нами были учтены при выработке в последующем рекомендаций по рациональному питанию в условиях высокогорья.
Калорийность фактически потребляемой пищи составила в среднем 3000 — 3500 ккал, белков содержалось до 80 — 90 г, жиров — 100 — 120 г, углеводов — 400 — 450 г. Соотношение количества жиров и углеводов чаще всего равнялось — 1:1, 3:5. Недоставало в рационе кальция, витаминов В2, А, РР и С. Имело место некоторое снижение доли белков животного происхождения.
Естественно, в рекомендованном нами питании эти недостатки были максимально устранены.
Было поэтапно апробировано несколько вариантов рекомендованного рациона. Не останавливаясь подробно на конкретных предложениях, укажем лишь на принципиальные особенности наиболее оптимального варианта выработанного нами рекомендованного питания. Прежде всего, следует отметить в нем углеводистую ориентацию. Так, соотношение между белками, жирами и углеводами составило 1:1:6. Соотношение между животными и растительными белками и жирами было в пределах норм, принятых в обычных условиях. Увеличение доли углеводов было осуществлено преимущественно за счет легкоусвояемых источников — кондитерских изделий, фруктов, подслащенных напитков и других продуктов, содержащих большое количество моносахаридов. Особое внимание было уделено увеличению содержания недостающих в суточном рационе витаминов. При этом мы исходили не только из результатов изучения содержания витаминов в пищевых продуктах, но учитывали также и состояние витаминной обеспеченности организма. Удовлетворить возросшую в условиях высокогорья витаминную потребность организма за счет пищевых продуктов рекомендованного в этих условиях питания не всегда представлялось возможным. Поэтому мы вносили в рацион поливитаминные комплексы в количестве, соответствующем дневной профилактической дозе. Так, было внесено дополнительно витамина А — 10 000 ME, В, — 2 мг, В2 — 2 мг, С — 100 мг, Е — 100 мг, РР — 20 мг и Р — 50 мг.
Таким образом, рекомендованное нами питание сбалансировано по содержанию и соотношению многих нутриентов. Наиболее существенным в нем было изменение соотношения между белками, жирами и углеводами, а также дополнительное внесение поливитаминов. Естественно было предположить, за счет какой из этих групп коррекций питания могли произойти изменения в организме. Поэтому каждую группу наблюдаемых людей, получавших фактическое и рекомендованное питание, в свою очередь разделили на две подгруппы. Одна из подгрупп дополнительно получала витамины.
Таким образом, под нашим наблюдением находились четыре группы людей: I группа — фактическое питание; II группа — фактическое питание + поливитаминный комплекс; III группа — рекомендованное питание; IV группа — рекомендованное питание + поливитамины.
Как уже указывалось, до и после длительного нахождения в разных условиях питания у всех наблюдаемых изучали ряд физиолого-биохимических показателей, которым посвящены последующие разделы данной работы.
Основной обмен
Как известно, основной обмен характеризует количество энергии, затрачиваемой организмом при полном мышечном покое. Общая же энерготрата складывается из основного обмена и количества калорий, затраченных на выполнение внешней работы, т. е. из рабочего обмена организма.
Поскольку рабочий обмен в зависимости от величины мышечной работы, а также от многих условий внешней среды может варьировать в очень широких диапазонах, то наиболее объективным интегральным показателем интенсивности обменных процессов в организме считается уровень основного обмена. Изучению основного обмена человека, поднявшегося в горы, посвящено много работ отечественных и зарубежных исследователей (Сиротинин Н. Н., 1930 — 1937; Быков К. М., Мартинсон Э. Э., 1933; Молчанова О. П., 1937; Крепе Г. Е., 1956; Барбашова 3. И., 1960; Миррахимов М. М., 1964; Solurу А., 1934; Liere V., 1951; Terzioglu M., Aykut R., 1954).
В условиях высокогорья основной обмен у аборигенов и адаптированных лиц, по данным многих исследователей, снижен (Слоним А. Д., 1962; Миррахимов М. М., 1964; Strumza М. V., 1969). Кроме того, о снижении основного обмена в горах свидетельствует уменьшение содержания в тканях веществ, богатых энергией (АТФ, фосфокреатинина, гликогена, глюкозы), увеличение уровня молочной кислоты и неорганического фосфата (Wooley О. Е., Timiras S., 1963), понижение функции щитовидной железы (Калюжный И. Т., 1971).
Уменьшение физической активности в условиях высокогорья (4300 м) также способствует снижению основного обмена (Surks M. S. et al., 1966; Consolazio С. F. et al., 1966) и общего потребления энергии. В условиях высокогорья во время работы температура кожи повышается у аборигенов и снижается у приезжих, даже как будто адаптированных людей (Varene P. et al., 1973).
Обычно зимой основной обмен повышен, но в условиях высокогорья он снижен.
По утверждению Van Liere (1951), М. Terzioglu (1954) и Л. Г. Филатовой (1961), гипоксия вызывает снижение основного обмена только в случае резкого падения парциального давления кислорода, соответствующего высоте 6000 м над уровнем моря и более. По данным исследователей, небольшое снижение парциального давления кислорода, соответствующее высоте 3000 — 4000 м, не вызывает снижения обмена и даже часто повышает его (Авазбакиева М. Ф., 1958). А на уровне, соответствующем 4000 — 5000 м, снижение основного обмена наблюдается лишь в начале исследования.
Однако на интенсивность обменных процессов, следовательно и на показатели основного обмена, в горах оказывает влияние комплекс факторов. Поэтому в зависимости от характеристики гор и основной обмен может изменяться по-разному. Так, реакция дыхания и газообмена на понижение атмосферного давления на одинаковых высотах выражена слабее на Тянь-Шане, чем на Кавказе (Архангельская Н. А., 1949; Слоним А. Д. и др., 1949), а в Альпах большинство исследователей наблюдают повышение основного обмена (Durig A. et al., 1912; Kestner H., Schadow П., 1927).
В условиях кратковременного подъема в горы Кавказа К. М. Быков и Э. Э. Мартинсон (1933), Г. В. Владимиров с соавторами (1940) также наблюдали повышение основного обмена.
Повышение газообмена на Памире наблюдали А. Д. Астафьев (1937), А. П. Жуков (1949) и другие.
В Андах на высоте 4000 — 4500 м М. A. Hurtado (1932) отмечал понижение основного обмена.
Как и другие физиолого-биохимические показатели, основной обмен в процессе адаптации к условиям высокогорья проходит те же стадии флуктуации: повышение, снижение, относительная нормализация (Consolazio С. F. et al., 1966).
Большое значение имеют этнические особенности обмена веществ. Так, у аборигенов Азии основной обмен ниже, чем у европейцев и жителей низкогорья Кавказа, на 6% (Benedict F. et al., 1937; Balduring F. M., 1939).
Анализ литературных источников дает основание заключить, что в условиях Тянь-Шаня основной обмен у впервые поднявшихся в горы людей при кратковременном их нахождении на высоте 3000 — 4000 м увеличивается, тогда как у постоянных жителей он имел тенденцию к снижению.
Многие исследователи обнаруживали индивидуальные различия границ парциального давления кислорода, при которых наступают сдвиги основного обмена.
Так, если у большинства отчетливое нарушение основного обмена наступает при снижении кислорода до 10 — 12%, то у некоторых эта граница переносимости доходит до 7 — 8% (Молчанова О. П., 1937). Сдвиги основного обмена более выражены у впервые поднявшихся на высоту лиц, чем у постоянных жителей. Так, Л. Г. Филатова (1963) у постоянных жителей Тянь-Шаня (3200 м) не обнаруживала резких отклонений основного обмена, тогда как у жителей равнины, поднявшихся в горы, зачастую отмечалось его заметное увеличение. В то же время в условиях среднегорья она обнаружила сравнительно низкий уровень основного обмена у постоянных, жителей районов Иссык-Кульской и Фрунзенской областей Киргизской ССР. Автор допускает существование доселе неизвестной причины такого понижения, характерного для данного района.
Как известно, у жителей Крайнего Севера уровень основного обмена несколько выше, чем у проживающих в районах умеренного климата. По данным Р. О. Джантлеуовой (1975), такое различие сравнительно долго сохраняется и после подъема в горы.
По данным М. М. Миррахимова с соавторами (1962 — 1974), на перевале Туя-Ашу (3200 м) основной обмен у пребывающих здесь до пяти лет составил 1570 ккал/сут., что соответствовало 94% нормы.
При более длительном пребывании на этой высоте показатель снизился до 1540. Авторы считают, что это связано с угнетением функции щитовидной железы в этом эндемичном по зобу районе. Однако на больших: высотах (3600 м и выше) эти же исследователи в данном районе обнаруживали повышение основного обмена.
Мы в условиях среднегорья (1700 м над уровнем моря, г. Рыбачье) существенных отклонений от нормы величины основного обмена не обнаруживали. Так, по нашим данным, у молодых здоровых мужчин в возрасте 18 — 20 лет, прибывших из равнинных мест и проживающих на этой высоте в течение 1 — 2 лет, основной обмен равнялся 1766±72 ккал/сут. У обследованных лиц средний рост, вес и возраст были соответственно равны 170 см, 67 кг и 19 годам. Исходя из этих данных, основной обмен, найденный по таблице Гарриса — Бенедикта, равен 1776 ккал/сут., что полностью совпадает с нашими данными.
Однако у наших обследованных, по сравнению с их равнинными сверстниками той же профессиональной группы, мы обнаруживали заметно низкие величины газообмена, на основании которых рассчитывали основной обмен. Так, средняя величина легочной вентиляции в условиях относительного покоя равнялась 7,6 л/мин, потребление кислорода — 238,3 мл/мин и выделение углекислоты — 219,4 мл/мин. Средний расход энергии был равен 1,1 ккал на 1 кг веса в час. Эти же показатели у равнинных сверстников того же рода занятий, по данным литературы, были несколько выше и соответственно равнялись — 8,6 л/мин, 298 мл/мин и 1,4 ккал на 1кг веса в час.
Все это дает нам основание считать, что у наших обследованных, находившихся на высоте 1700 м в течение 1 — 2 лет, имелась тенденция к снижению основного обмена.
В тот же период у аналогичной группы людей и в том же горном районе на высоте 2300 м наши сотрудники Я. И. Невский и С. К. Мусабеков (1978) обнаружили среднюю величину основного обмена еще меньшего уровня — 1744± 100,8 ккал/сут. При сравнении этой величины с нормой по таблице Гарриса — Бенедикта по данным возраста, роста и веса (19 лет, 175 см и 69 кг) — 1823 ккал/сут. убеждаемся в снижении на высоте 2300 м основного обмена у наших наблюдаемых.
Поскольку нас интересует вопрос изменения основного обмена не только в связи с пребыванием в горах, но и с точки зрения влияния характера питания в этих условиях, то здесь уместно упомянуть вкратце существующее на этот счет мнение.
Рубнер (1902), указывая на связь общей калорийности пищи с основным обменом, особенно подчеркивал значение содержания белка в пище.
Исследованию влияния качественного состава пищи на основной обмен посвящено много работ. Так, на падение уровня основного обмена при ограничении отдельных нутриентов указывает Р. П. Ольнянская (1950), что опровергает положение М. Пфлюгера о том, что метаболизм в тканях не зависит от «подвоза» к ним питательных веществ.
В опытах А. Р. Макаровой преимущественно углеводистая пища вызывала у животных понижение, а преимущественно белковая пища — повышение основного обмена.
При питании в горах повышение доли жира за счет углеводов в опытах Т. Sasaki (1966) привело к понижению основного обмена, чему способствовало и снижение доли белка в диете. Не установлено видимых различий влияния мяса и молока на основной обмен (Fobres E. В. et al., 1939). Не оказывал на него заметного влияния и некрепкий чай (Whitacre J., 1942).
Повышение потребления кислорода и выработка тепла организмом, как указано выше, стимулируется и низкими температурами (Stanier M. W., 1975), но не в условиях высокогорья. То же самое происходит и при высоких ( + 20°) температурах на фоне жирового и белкового, но не углеводистого питания. А при +10°С ни один из указанных рационов не повысил потребления кислорода. Однако специфическое динамическое действие белков и жиров в этих условиях было наименьшим при низкой температуре, что свидетельствует об их важной роли в теплообразовании. Углеводы такими свойствами не обладают.
Отмеченный факт связан с тем, что при гипоксии усилены процессы анаэробного дыхания. Образующийся лактат быстро расходуется на синтез фулярата (как акцептора) Н+ при гипоксии, а через него и сукцината, который компенсирует аноксию, адаптирует организм к низкому уровню кислорода, стимулируя формирование тема, и экономит АТФ (Mensen S., Cazaria A., 1973).
В результате в условиях высокогорья доля энергии вырабатываемой при анаэробных условиях, выше, чем на уровне моря, при одинаковой интенсивности физической активности (Raymand J. et al., 1969). Последнее подчеркивает важную роль жира в питании жителей высокогорья. К тому же в горах СО2 хуже связывается с кровью из-за снижения ее щелочных резервов, которому, в частности, способствует питание мясом и зерновыми (Winterstain H., Gollwitzer-Meier К., 1928), вследствие чего усиливается выдыхание СО2, что завышает цифры основного обмена. Здесь играет роль и то, что при низкой температуре потребности в кислороде и энергии снижены и гипоксия переносится легче (Blatties С. М, 1965). При такой компенсации многие исследователи не выявили изменений основного обмена в условиях высокогорья (Blood J. et al., 1949; Chiodi H., 1970). Однако другие авторы считают, что в горах аэробная возможность дыхания снижена у пришлых, но не у аборигенов (Balke K., 1964; Baker P. M., 1969).
Как было указано выше, мы в своих исследованиях на высоте 1700 м над уровнем моря у практически здоровых мужчин обнаруживали некоторое снижение основного обмена по сравнению с их сверстниками той же профессиональной группы.
Сравнение между собой вышеуказанных четырех групп, наблюдаемых по показателям основного обмена, не всегда выявляло четкую разницу. Однако в одном из многочисленных этапных исследований нами было отмечено некоторое повышение уровня основного обмена в тех группах, которые получали поливитамины и рекомендованное нами питание, что, безусловно, подчеркивает важную роль этих факторов в повышении устойчивости организма к данному субэкстремальному условию пребывания человека. Однако в силу трудоемкости и сложности метода исследования нам не удалось провести наблюдения на большем числе людей. Поэтому связать отмеченные сдвиги основного обмена с конкретными изменениями структуры питания остается задачей дальнейших исследований.
Таким образом, вопрос о характере влияния высокогорной гипоксии на основной обмен окончательно не был выяснен. Установлено, что на одной и той же высоте в разных районах основной обмен меняется по-разному.
Во многих горных районах показатели основного обмена аборигенов мало чем отличаются от аналогичных показателей обследованных жителей равнины. Однако на Тянь-Шане и Памире многие исследователи находят тенденцию к снижению. Наши данные в определенной степени подтверждают эти сведения. При рационализации питания наблюдаемых отмечена некоторая интенсификация основного обмена.
Белковый обмен
Сведения литературы о характере изменения белкового обмена на высоте также разноречивы.
По наблюдениям Владимирова Г. Е. с соавторами (1939), у людей, пребывавших в течение двух месяцев в горах, окисление белков в условиях основного обмена оставалось без существенных сдвигов, тогда как окисление жиров усилилось, а окисление углеводов понизилось. Выведение азота с мочой не претерпевало заметных изменений. Однако определенные отклонения по сравнению с данными в условиях основного обмена на равнине обнаружены во фракциях остаточного азота крови на высоте 5300 м.
В частности, замечено, что по мере увеличения высоты медленно нарастали показатели остаточного азота, не выходя, однако, за физиологические пределы. Содержание аминного азота, оставаясь без изменения до высоты 4250 м, резко увеличивается при подъеме на 5300 м над уровнем моря. Азот мочевины на всех высотах наблюдения (3000, 4250, 5315 м) оставался без изменения.
Однако в опытах с белковой нагрузкой эти же авторы на всех упомянутых выше высотах Эльбруса не обнаруживали ослабления всасывания продуктов расщепления белка. Не было и существенной разницы в уровнях остаточного азота крови и азота мочевины после белковой нагрузки при сравнении результатов равнинных и высокогорных наблюдений. Отмечалась лишь несколько большая степень повышения аминного азота и более быстрое его накопление после белковой нагрузки в условиях равнины, чем высокогорья.
Анализируя свои собственные материалы и многочисленные литературные данные, Владимиров Г. Е. (1939) приходит к выводу об ухудшении в условиях высокогорья процессов дезаминирования. Однако Н. В. Лауэр (1935) даже на большой высоте не отмечал сколько-нибудь значительного изменения остаточного азота крови.
Н. W. Davies et al. (1920), J. S. Haldane et al. (1920), Э. Ван Лир, К. Стикней (1967) указывают, что в условиях высокогорной гипоксии выделение аммиака несколько уменьшается. Они считают, что это является реакцией на алкалоз, вызванный гипервентиляцией.
Е. Н. Brunquist et al. (1927) в эксперименте на поросятах наблюдали повышенное выделение общего азота, аммиака и креатина на высоте. Увеличение выделения при этом общего и небелкового азота на крысах обнаруживали G. Evans (1934, 1936), R. A. Lewis et al. (1942), L. L. Langley et al. (1950), объясняя данное явление усилением глюконеогенеза из белков.
В опытах Г. С. Комоловой и И. А. Егорова (1978) в тимоцитах крыс, находившихся в течение 3, 12, 21 и 35 дней на высоте 3400 м, по сравнению с контролем (Алма-Ата, 700 м над уровнем моря) значительно снизилась интенсивность синтеза нуклеиновых кислот и белка. Однако их содержание в клетках не изменилось, что объясняется авторами одновременным угнетением и процесса их распада.
В наблюдениях на людях М. I. Surks (1966), С. F. Consolazio et al. (1969) на высоте 4653 м над уровнем моря отмечали отрицательный азотистый баланс.
Повышение экскреции азота с мочой в условиях высокогорья обусловлено влиянием коры надпочечников, гормоны которой усиливают эндогенный синтез углеводов из белков (Berry L. J., Smythe D.S., 1960). При этом изменяется спектр выводимых с мочой азотистых компонентов (Evans G., 1936; Mefferd R. В. et al., 1958), в том числе креатинина, который уменьшается с 1,84 до 1,64 г/сут (Surks M. I. et al., 1966), а содержание креатинина в крови увеличивалось на фоне полицитемии и роста концентрации уратов (Sobrevilla L. A., Sala-zar F., 1968). Последнее указывает на изменение обмена нуклеиновых кислот в условиях высокогорья и усиление катаболизма белка.
По мнению О. П. Молчановой (1941), даже у тренированного человека в горах усиливается распад белка в организме. Ускоряется, а затем замедляется оборот альбуминов (Surks M. I., 1966; Clain G. I., Hannon I. P., 1970) с одновременным перераспределением их в организме между тканями и кровью (Westergaard H. et al., 1970). Так, на фоне повышения общего содержания белка в сыворотке крови с 6,28 до 8,71% (4623 м) уровень альбуминов сначала снижался с 61,63 до 55,9%, а затем повышался (Surks M. I., 1966). Одновременно в крови повышался уровень С-реактивного белка и мукополиса-харидов (Glenn W. С, 1959), снижалось содержание иммуноглобулинов на 19% (Westergaard et al., 1970). Затем баланс нормализовался (Borchardt P., 1928) и даже становился положительным, выведение азота с мочой и калом уменьшалось до меньших цифр, чем на уровне моря (Concolazio S. F. et al., 1972).
Подобные сдвиги в уровне белка отмечены в условиях высокогорного курорта Джермук (2100 м) (Мнацаканов Т. С, Манукян Е. Т., 1957).
По данным Е. П. Смоличева (1960), концентрация общего белка и его фракций в сыворотке крови и онкотическое давление в условиях высокогорья особенно заметно увеличивались в период акклиматизации и после возвращения на равнину.
Н. Т. Тормонов (1957) на высотах 2000 и 3333 м отмечал некоторое понижение концентрации альбуминов.
В доступной нам литературе мы не встречали данных об исследовании обмена аминокислот в условиях высокогорья. Однако по результатам отдельных работ известно, какое важное значение имеет аминокислотный баланс в условиях высокогорья.
В этом отношении большое значение придается серосодержащим аминокислотам. Последние, как известно, являются основными поставщиками SH-групп. Известно, что фермент-коферментный комплекс диссоциирует под действием SH-реагентов. Так, например, установлено, что НАД взаимодействует с ЛДГ через SH-группу активного центра последней (Winer A. et al., 1959).
В последние десятилетия появилось немало углубленных исследований на клеточном и субклеточном уровнях с изучением в условиях гипоксии не только самих белков и его фракций, но и ферментов, причастных к белковому обмену. Результаты исследований показывают, что сдвиги этих показателей, равно как и других видов обмена веществ, четко зависят от степени и длительности гипоксии. Так, индийские исследователи А. К. Ahujia et al. (1978) в эксперименте на крысах установили, что в условиях острой гипоксии происходят существенные изменения содержания белка в некоторых субклеточных, фракциях, а также изменения активности аденозинтрифосфатазы, сукцинат- и изоцитратдегидрогеназ в мозгу, печени, почках и легких. В большинстве случаев эти показатели имеют тенденцию к возвращению к исходному уровню в условиях хронической гипоксии. Представленные в работе данные указывают на то, что требуется более 42 дней для осуществления процесса метаболической адаптации к гипоксии.
В наших исследованиях через два месяца после подъема на высоту 1700 м у наблюдаемых отметили некоторое уменьшение в сыворотке крови содержания альбуминов и альбумино-глобулинового коэффициента. Лишь в группе, получавшей рекомендованное нами питание с комплексом витаминов, эти показатели были нормальными. Показатели общего белка существенно не изменились. Даже кратковременный подъем наблюдаемых лиц на 1 — 2 дня на более высокий уровень (2500 м) сопровождался определенным снижением концентрации альбуминов в сыворотке с соответственным уменьшением альбумино-глобулинового коэффициента. Эти в общем-то однотипные сдвиги имели место почти у всех без: исключения наблюдаемых независимо от характера их питания и обеспеченности важнейшими нутриентами.
Организм человека, получавшего рекомендованное питание с поливитаминным комплексом, быстрее восстанавливает исходные показатели по возвращении с высоты. Однако следует отметить, что белковый состав сыворотки крови при подъеме на средние высоты резким колебаниям в наших исследованиях не подвергался. Но более отчетливые изменения в белковом составе-крови обнаружены при подъеме на высоту 3600 м. При этом во всех группах наблюдалось увеличение содержания общего белка, существенное снижение альбумина и увеличение количества глобулинов. Соответственно снизился альбумино-глобулиновый коэффициент.
Но, как известно, всякие компенсаторно-приспособительные перестройки предрасполагают переход в определенной ситуации в полом. В связи с этим представляет определенный интерес различие вышеуказанных изменений белкового состава крови в зависимости от характера питания наблюдаемых нами лиц.
При этом было установлено, что наименьшая степень уменьшения альбуминов и снижения альбумнно-глобулинового (АГ) коэффициента на высоте 3600 м наблюдалась в группах, получавших рекомендованное питание. В группе, получавшей на этом фоне поливитаминный комплекс, эти показатели были выражены четче (табл. 1).
Эти данные свидетельствуют о более благоприятном влиянии рекомендованного нами питания на такой важный фактор адаптации к этим субэкстремальным условиям, как белковый обмен. Связь белкового состава сыворотки крови с обеспеченностью организма белками не вызывает сомнения. В этом отношении следует особо подчеркнуть не только количественную сторону обеспеченности, но и качественное соотношение его слагаемых. При этом мы имеем в виду прежде всего аминокислотную сбалансированность (Алдашев А. А. и др., 1973; Romsos D. R. et al., 1963; Gracham J. J. et al., 1966; Daniel V. A. et al., 1966). Очень много работ, доказывающих роль витаминной обеспеченности в биосинтезе белков сыворотки крови (Домбровская Ю. Ф., 1963; Шарманов Т. Ш., 1974).
В рекомендованном нами питании именно эти нутриенты и были сбалансированы. Поэтому мы имеем полное основание обнаруженные положительные сдвиги в белковом составе сыворотки крови у наших наблюдаемых считать одним из интегральных показателей улучшения белкового обмена под воздействием внесенных нами в питание коррекций.
Механизм указанных сдвигов, по-видимому, объясняется активацией систем, причастных к белковому обмену.
В настоящее время считается, что основным органом, участвующим в синтезе белков крови, является печень. Имеется ряд тестов, косвенно характеризующих эту функцию печени. Среди них наиболее часто используется метод определения активности трансаминаз сыворотки крови.
В своих исследованиях мы выбрали ферменты переаминирования — глутаматпируваттрансаминазу (ГПТ) и глутаматоксалацетаттрансаминазу (ГОТ). При этом мы исходили также из известных предпосылок о том, что активность этих ферментов может свидетельствовать о степени адаптации организма к гипоксии (Моле А., 1974). Это объясняется тем, что ГПТ способствует превращению пирувата в аланин, тем самым появляется возможность понижения содержания в организме метаболического шлака — пирувата. Изменения активности ГПТ и ГОТ в наших наблюдениях были почти однотипными. Поэтому ниже приводятся лишь величины ГПТ.
В наших исследованиях через несколько дней после подъема на высоту 1700 м отмечено некоторое повышение активности ГПТ (0,327±0,01). Это, по всей вероятности, связано с реакцией организма в ответ на подъем с равнины. Через полтора-два месяца пребывания на этой высоте наблюдалось заметное снижение этого показателя (0,271 ±0,01), что, безусловно, явилось отражением адаптивных перестроек организма. Однако подъем на еще большую высоту (2500 м) сопровождался соответственно заметным увеличением активности трансаминазы (0,444±0,03). Восстановление исходной величины после спуска на высоту 1700 м наблюдалось не сразу (рис. 2).
Как видно, активность аланиновой трансаминазы находится в довольно отчетливо выраженной зависимости от уровня высоты и меняется по мере адаптации организма к высокогорью. Следовательно, ее можно рекомендовать как один из показателей адаптации организма к условиям высокогорья. При сравнении между собой наблюдаемых нами групп была отмечена относительно большая степень активирования трансаминазы у лиц, получавших витамины и рекомендованное питание. Причем при длительном пребывании на высоте 1700 м лучшие результаты зарегистрированы у лиц, находившихся на рекомендованном питании. Быстрый подъем на высоту 2500 м выявил большую степень увеличения этого показателя в витаминизированных группах независимо от фона питания. Это, по-видимому, подчеркивает большую роль витаминной обеспеченности в экстренной мобилизации ферментной активности организма в этих экстремальных условиях.
Результаты хорошо согласуются с данными о значительной мобилизации альбуминов у этих наблюдаемых на биосинтетические процессы для адаптации организма к изменившимся условиям внешней среды.
Следует отметить, что так же, как и белковый состав сыворотки крови, наиболее выраженные по сравнению с другими, меньшими высотами, изменения исследованных ферментов отмечены на высоте 3600 м. Так, в процентном отношении это увеличение по сравнению с данными, зарегистрированными на высоте 2500 м, выразилось для ГПТ в 17% и для ГОТ — в 25%.
Однако этот процент увеличения активности ферментов в разных наблюдаемых группах был неравнозначным. Так, в частности, наименее выраженные сдвиги отмечены у получавших рекомендованный рацион (особенно витаминизированный) на фоне сбалансированного питания (рис. 3).
Увеличение активности сывороточных трансаминаз в условиях высокогорья указывает на нарушение функции печени. Последнее, по-видимому, объясняется прежде всего понижением парциального напряжения кислорода (Albrecht E., Albrecht H., 1969).
Меньшую степень выраженности этих сдвигов в III и IV группах мы объясняем сбалансированностью белково-витаминного состава рациона питания. Эти факты согласуются с результатами и некоторых других исследователей (Garza С, Scrimshaw M. S., Young B. R., 1977).
Как было указано выше, отличительными чертами рекомендованного нами питания является углеводистая ориентация преимущественно за счет моносахаридов, сбалансирование аминокислотного состава, увеличение содержания витаминов А, В1, В2, С, Е, рационализация минерального состава, включение в рацион легкоусвояемых продуктов и ряд других принципиально важных моментов.
Результаты исследований убедительно доказывают адекватность такого питания в условиях высокогорья. Об этом говорит нормализующее влияние рекомендованного нами питания на белковый обмен, претерпевавший в контроле на высоте 2500 — 3600 м существенные нарушения.
