Питание и высокогорье. О влиянии высокогорья на организм человека
Материал нашел и подготовил к публикации Григорий Лучанский
Источник: Алдашев Ахмет Алдашевич. Питание и высокогорье. Издательство «Казахстан». Алма-Ата, 1983 г.
Введение
В Продовольственной программе СССР указано: «Эффективнее использовать возможности степных, лесостепных, полупустынных и горных районов страны». В этой связи разработка мер по ускорению адаптации организма человека и животных к необычным условиям гор и полупустынь приобретает особую важность. Для Средней Азии и Казахстана данная проблема имеет высокую актуальность в связи с тем, что огромную территорию этих республик занимают горы и пустыни. Вместе с тем следует отметить, что вопрос адаптации к высокогорью в настоящее время является глобальной проблемой.
Сотни миллионов людей постоянно проживают или длительное время пребывают в условиях высокогорья. Высокогорье имеет комплекс факторов, оказывающих неблагоприятное воздействие на организм человека и животного.
Необычная обстановка окружающей среды, разреженный воздух, частые и резкие перемены погодных условий, повышенная солнечная инсоляция и многие другие факторы, зачастую стрессового характера, обусловливают экстремальность высокогорья. Популяции высокогорных аборигенов имеют стойкие приспособительные механизмы, выработанные и закрепленные в течение многих поколений. У жителей равнины, впервые поднявшихся в горы, эти компенсаторно-приспособительные меры менее выражены, поэтому при подъеме на высоту у них прежде всего пускаются в ход так называемые срочные меры адаптации к кислородному голоданию — учащение дыхания и сердцебиения, перераспределение крови по органам и пр. Эти функциональные, дежурные механизмы адаптации по истечении сравнительно непродолжительного времени исчерпывают свои резервные возможности, и возникает необходимость в более долгосрочных мерах приспособления. При этом важно отметить, что среди многих факторов высокогорья, отрицательно сказывающихся на организме человека, дефицит кислорода является определяющим началом. Поэтому львиную долю в приспособительных процессах занимают метаболические перестройки, приспосабливающие физиолого-биохимические системы организма к малокислородному режиму функционирования.
В связи с этим, сообразно специфике сдвигов обмена веществ, соответственно должна меняться и потребность организма как в энергии, так и в определенных нутриентах. Однако данный вопрос крайне мало изучен. В настоящей работе сделана попытка обосновать с физиолого-биохимических позиций особенности питания в условиях высокогорья. При этом автор исходил из основных положений современной концепции о сбалансированном питании применительно к особенностям условий высокогорья. Одним из главных положений теории сбалансированного питания, сформулированной А. А. Покровским, является необходимость соответствия энзимной констелляции организма химической структуре и пищевой ценности продуктов питания. Вместе с тем известно, что состояние ферментной организации, так же как и всех физиолого-биохимических функций организма, находится в тесной зависимости от условий внешней среды. Следовательно, и положения теории сбалансированного питания нужно рассматривать сообразно меняющимся условиям взаимоотношения организма с окружающей обстановкой. Таким образом, теоретически данная работа построена на двух положениях. С одной стороны, подчеркнута необходимость полноценного рациона для нормальной жизнедеятельности организма, с другой — в связи с экстремальностью условий пребывания организма указана целесообразность коррекций обычной формулы сбалансированного питания.
Исходя из этих теоретических положений, в данной работе даются гигиенические предложения по рационализации питания в условиях среднего высокогорья, в пределах до 4000 м над уровнем моря.
Кроме сведений литературы, в книге обобщены также и результаты собственных исследований.
О влиянии высокогорья на организм человека
Человек издавна замечал тягостное влияние гор на самочувствие при подъеме на непривычно большие высоты. Однако причины этого явления оставались загадочными до сравнительно недавнего времени. Происходящее представлялось людям проявлением сверхъестественных сил. Обращаясь к суеверному, мистическому объяснению явления, они считали, что бог гневается на того, кто осмеливается проникнуть в его покои. Так, казахи и киргизы верили в существование в горах «злого духа», который принимал жертву. Киргизы этот «злой дух» называли «тутеком».
Развивалось и материалистическое представление о сущности горной болезни. Но эти объяснения носили самый противоречивый характер. Многие считали горную болезнь следствием отравления углекислым газом.
В своих замечательных путевых записках Чокан Валиханов слово «тутек» принимает не более как синоним «удушья». «Киргизы и кашгарцы рассказывали чрезвычайно много о Сырте... Они говорили также, что на Сырте чувствуется особенная удушливость в воздухе, что люди и животные делаются жертвой тутека... Так называют они это явление (тутек — удушье)», — писал знаменитый путешественник.
В одном из очерков о боевой жизни на Памире ученый-путешественник, офицер царской армии Борис Леонидович Тагеев (Рустам-Бек) со слов других писал: «...в этом месте, благодаря свойству почвы, а также безветрию, скопляется угольная кислота, которая приблизительно на протяжении более половины человеческого роста держится над землей. Этаких мест довольно много на Памире, и они являются истинным бичом для путешественника, потому что раз только человек или лошадь упадет на землю, то подняться не суждено, они наверное задохнутся».
Небезынтересно упомянуть здесь высказывание замечательного русского путешественника Н. М. Пржевальского. Еще в 1873 году, критикуя точку зрения Гюка, объяснявшего возникновение горной болезни присутствием в воздухе удушливых газов, он писал, что это совершенно несправедливо, так как на Бурхан-буда летом живет много цайдамских монголов со своими стадами, чего никак не могло быть при существовании удушливых газов.
Существовали мнения и о том, что причиной горной болезни является отравление организма своеобразными «миазмами», или бактериями. Некоторые же объясняли горную болезнь потерей воды или отравлением организма метаболитами, образующимися вследствие резкого нарушения обмена веществ. А с установлением отрицательного влияния на организм радиоактивных излучений подозревали и их причастность к указанной патологии. С этой гипотезой перекликается и предположение о роли ультрафиолетовых излучений.
Существовало много и других объяснений причины горной болезни. Большинство исследователей справедливо придают большее значение физической и эмоциональной нагрузке, действию холода, необычным условиям питания, ночлега и т. д. Не отрицая роли последних перечисленных факторов, нужно; однако, признать, что ни один из них не является главным в этиологии горной болезни. Таковым в настоящее время, по единодушному признанию исследователей всего мира, считается кислородная недостаточность.
Горная болезнь впервые описана и названа так 400 лет тому назад испанским пастором Акостой, наблюдавшим ее на себе и на своих спутниках в горах Перу.
Классическая форма горной болезни проявляется в первую очередь в виде нарушений деятельности центральной нервной системы и в прогрессивно увеличивающейся усталости, инертности, равнодушии, патологической сонливости. Отмечается головная боль, затуманенное сознание, нарушение координации движений, глубокие обмороки и даже смертельные исходы.
Все эти симптомы редко проявляются внезапно, зачастую они развиваются постепенно. Так, по наблюдениям ряда исследователей, эти симптомы имеют две стадии (Серафимов Б. П., 1936). К первой стадии относят упорную, сильную усталость и слабость, особенно в нижних конечностях. Эти явления чаще наблюдаются при прохождении ледников и при неблагоприятных метеорологических условиях. Из наиболее частых ранних симптомов горной болезни отмечают головную боль, головокружение и потерю аппетита, возможны и проявления нарушения функции пищеварения: отвращение к еде, тошнота, рвота, реже — понос. Иногда появляется сильное желание острых и кислых пищевых продуктов — лука, чеснока, лимона, кисломолочных продуктов, кислых яблок, клюквы и т. д. Часто наблюдается сердцебиение, чувство стеснения в груди, одышка, сухой кашель. Во время сильных приступов кашля иногда отмечают выделение мокроты с прожилками крови. Возможно постепенное развитие нарушения психики. Для этой стадии болезни наиболее характерна повышенная эмоциональная возбудимость со склонностью к эйфорическому состоянию с притуплением чувства опасности и ослаблением внимания.
На второй стадии болезни легкая эйфория сменяется постепенно усиливающимся угнетенным состоянием: появляется тоска, страх, чувство беспомощности, вспоминаются неприятные жизненные ситуации.
Нарушаются функции анализаторов, возможны галлюцинации. Открывается кровотечение из носа, ушей, горла, век и кишечника. Рвота усиливается. Появляются сонливость, состояние апатии, резкой слабости. Последняя может быть настолько сильно выраженной, что ноги не в состоянии выдержать тяжесть собственного тела. Затем могут наступить тяжелые обмороки, агония и смерть при явлениях нарастающей острой недостаточности сердечной деятельности.
Представляет определенный интерес описание состояния лиц, перенесших горную болезнь.
Поскольку наши исследования велись в горах Средней Азии и Казахстана, мы приводим данные по наблюдениям именно в этих горах.
Б. Л. Тагеев, путешествовавший в конце прошлого, века по Памиру и Тянь-Шаню, так описывал свое состояние: «...меня начало душить. Ворот показался узким и я расстегнул его, но это не помогало. В ушах стоял шум, а в висках стучала кровь. Удары сердца становились очень неровными. То вдруг казалось мне, что оно переставало биться, дыхание захватывало, и я в испуге невольно хватался за грудь и щупал пульс на руке — мне казалось, что я умираю. Биение сердца было еле-еле слышно. Это явление очень скоро проходило. Несколько раз кровь лила из носа, а как я заметил, то у многих слюна была сильно окрашена кровью... Я чувствовал полное ослабление. Рука моя устала держать повод и свалилась на луку, шашка оттягивала плечо, голова склонялась, и вдруг на меня напала полная сонливость. Мне хотелось спрыгнуть с лошади, свалиться на камни и заснуть».
С началом горно-физиологических наблюдений в Средней Азии прямо или косвенно связаны имена выдающихся исследователей этого края В. В. Радлова, Н. М. Пржевальского, А. П. Федченко, Н. Зеланда, В. Бартольда, Б. Л. Тагеева и многих других.
Именно в их трудах впервые встречаются суждения о сущности влияния гор на состояние здоровья постоянных жителей и временно пребывающих в горах (Здесь и далее мы приводим описания влияния гор на человека в условиях пребывания в пределах обычных переходов (4000 — 5000 м), не касаясь вопросов восхождения на очень большие высоты (7000 — 8000 м и более): «...двигаться приходилось все-таки очень медленно, нужно было через несколько шагов останавливаться и отдыхать... дыхание становилось гораздо более частым, кровь приливала к голове, что выражалось в некотором отупении слуха, особенно же заметное влияние высоты проявилось в какой-то тягости в ногах, которые было трудней передвигать», — отмечал в 1875 году русский путешественник и естествоиспытатель А. П. Федченко.
Полковник А. Ф. Костенко в своих трудах, посвященных Туркестанскому краю (1880, 1887), пишет: «...у очень полнокровных и особенно у имеющих привычку употреблять спиртные напитки может показаться кровь из носа или же они падают в обморок, но для большинства влияние разреженной атмосферы сказывается лишь тем, что дышится несколько труднее, и в груди, по временам, обнаруживается стеснение. Впрочем, к этой атмосфере можно привыкнуть, и, возвратясь с Памира на Алтай, т. е. спустившись с 13 000 — 15 000 футов на 10 000 футов, мы почувствовали облегчение».
Все приведенные данные, как видно, носят описательный характер. Их авторы, не будучи медиками, свои субъективные ощущения нередко передают в искаженном виде.
Первыми врачами, проводившими медико-физиологические наблюдения в горах Средней Азии и Казахстана, были Н. Зеланд, П. И. Горбачев, В. И. Кушелевский, Н. Н. Третьяков и другие.
Военный врач Н. Зеланд, путешествовавший в 1885 — 1888 годах по Тянь-Шаню, в своих заметках пишет о непривычной усталости при самых легких движениях. Он также замечает, что изменение влажности и температуры окружающей среды способствует возникновению горной болезни. Особенно подвержены ей люди с расстройствами нервной системы, у которых чаще наблюдаются раздражительность, мигрень и сердцебиение.
В. И. Кушелевский описал характерный симптомокомплекс горной болезни: сердцебиение, усиленное биение артерий, одышку, кровотечения из поверхностных слизистых, потерю аппетита, жажду, глухоту, значительную физическую и умственную вялость, сонливость, боли в конечностях, в особенности в коленных и тазобедренных суставах, головную боль, головокружение, позыв к рвоте, обмороки и другие характерные признаки.
Об этих же явлениях пишет и врач Н. Н. Третьяков (1897). Но он указывает, что через месяц все симптомы горной болезни проходят. Однако неблагоприятные условия окружающей среды могут возобновить признаки горной болезни.
Здесь мы представили классическую картину горной болезни, наиболее часто имеющую место при высокогорных восхождениях у нетренированных людей без соответствующего снаряжения.
В зависимости от высоты, особенностей гор, тренированности организма, температуры воздуха, одежды, питания, физической нагрузки, быстроты подъема и т. д. могут быть самые разнообразные отклонения в проявлениях горной болезни и столь же много вариантов ее последствий.
Изучению роли большинства этих факторов, влияющих на проявление горной болезни, посвящено много исследований. Однако до 20-х годов нашего столетия большинство из этих работ в основном касались анализа субъективных ощущений и жалоб. В редких случаях были проведены доступные тому времени элементарные физиологические исследования (пульс, дыхание, артериальное давление, анализ крови и т. п.). Подробная характеристика горной болезни была дана только в 20 — 30-х годах, когда альпинизм начал принимать массовый и более организованный характер и одним из обязательных участников высокогорных восхождений стал врач, который не только оказывал при необходимости помощь, но и фиксировал свои наблюдения, вел определенные физиолого-биохимические исследования. Начали организовываться специальные научные учреждения по изучению физиологии и патологии высокогорья.
В изучение этиологии, патогенеза, профилактики и лечения горной болезни, равно как физиологии и патологии человека в условиях высокогорья, большой вклад внесли отечественные ученые Н. Н. Сиротинин, М. М. Миррахимов, А. Д. Слоним, Г. Е. Владимиров и другие.
Роль питания в адаптации к условиям высокогорья является весьма малоизученным вопросом. Между тем в числе факторов жизнеобеспечения в экстремальных условиях питание занимает одно из первых мест.
Изучение данного вопроса в настоящее время приобретает все большую актуальность в связи с резким увеличением проживающих на сравнительно больших высотах, что вызвано интенсивным освоением горных местностей для расширения отгонного животноводства, строительства промышленных и других специализированных объектов, развитием альпинизма и т. д. Кроме того, возможность современных технических средств передвижения, позволяющих при необходимости за сравнительно короткое время подняться на очень большие высоты, заставляет с еще большей заинтересованностью заняться вопросами изыскания средств ускорения адаптации организма к высокогорью. В этом отношении наиболее физиологичным средством должен явиться адекватно подобранный рацион питания.
В воспоминаниях первого покорителя Эвереста, выдающегося альпиниста шерпа Тенцинга отмечается: «На большой высоте пропадает аппетит, приходится заставлять себя есть, зато из-за сухости разреженного воздуха часто мучает страшная жажда. Мой опыт говорит, что в таких случаях хуже всего есть снег или пить холодную снеговую воду — от этого только сильнее пересыхает и воспаляется горло. Гораздо лучше чай, кофе или суп. Но еще больше понравился нам во время восхождения 1953 года теплый раствор лимонада в порошке. В предвершинной части горы мы поглощали столько этого напитка, что я стал называть нашу экспедицию «лимонной».
Этот отрывок из книги американского писателя Д. Р. Ульмана красноречиво доказывает, какое колоссальное значение приобретает фактор адекватности питания в данных экстремальных условиях. Об этом же говорят в своих воспоминаниях и другие альпинисты.
Однако вопрос питания на очень большой высоте, несомненно, важный для альпинистов и людей, профессия которых связана с пребыванием в высокогорье, все же является одним из частных вопросов большой проблемы рационального питания в условиях гор. Ее нужно рассматривать исходя из конкретных условий.
Прежде всего имеет значение уровень высоты, в зависимости от которого местность подразделяют на низкогорье — до 1500 м над уровнем моря, среднегорье — от 1500 м до 2500 м и высокогорье — выше 2500 м. Но такое разделение, естественно, условно применительно к градациям рекомендуемых норм питания, ибо климатические, условия в различных горах в зависимости от уровня высоты характеризуются по-разному. Поэтому при разработке рекомендаций по питанию обязательно нужно учитывать характеристику конкретных гор.
Многие считают, что основным критерием должна служить линия обитаемости, которая зависит от уровня залегания вечных снегов. Так, например, сравнительно невысокий уровень до 2000 м является пределом обитаемости в Скандинавских горах, тогда как на Тянь-Шане эта высота даже не аборигенами переносится неплохо.
Мало того, воздух южных гор на такой высоте издавна считается здоровым, обладающим целебными свойствами.
Всему миру известно благоприятное влияние Кавказских гор на здоровье. Не случайно именно среди кавказских горцев чаще встречаются долгожители.
Говоря о климатических особенностях различных гор, мы прежде всего имеем в виду температурный фактор, а именно: влияние на организм низкой температуры.
О влиянии «высокогорного холода» на обмен веществ и питание нам ничего не известно. Но влиянию низкой температуры на обмен веществ и характер питания в равнинной местности посвящено много исследований. Усиление теплообразования, благодаря повышению интенсивности обмена веществ как защитная реакция на холод, является общеизвестным процессом, названным физиологами химической терморегуляцией (Бартон А., Эдхолм О., 1957). Этот вопрос подробно изучался как на животных, так и на людях. Исследователи находят поразительное соответствие между уровнем обменных процессов и потребностью в калориях.
В связи с обсуждаемым вопросом представляют определенный интерес наблюдения над проживающими в Арктике. Так, многими исследователями обнаружено, что основной обмен у эскимосов повышен (Krogh A., Krogh М., 1913). Однако V. Е. Levine (1940) обнаружил, что основной обмен у эскимосов на мысе Бэрроу (Аляска) в летние месяцы был таким же, как и у белого населения. По мнению других исследователей, усиление обмена веществ у эскимосов объясняется не только реакцией на холод, но и потреблением богатой белками пищи (Heinbekir P., 1931).
Заслуживают внимания факты, подтверждающие роль пищевого жира в повышении резистентности организма к холоду (Frazier G., 1945; Mitchel N. N., 1946, 1949). Исследованиями установлено, что богатая жиром диета способствует более эффективной защите от теплоотдачи, чем диета, богатая углеводами. Еще менее эффективна в этом отношении диета, богатая белками. Не случайно, по-видимому, что в Арктике предпочитают пищу с повышенным содержанием жира.
В 40 — 50-е годы сотрудники Института питания АМН СССР обнаружили, что и жители Крайнего Севера отдают предпочтение подобному рациону питания.
G. Frazier (1945) утверждает, что те из членов антарктической экспедиции, которые у себя дома испытывали отвращение к жирам, в условиях холода охотно ели масло и жирные блюда.
Исследования ученых Сибирского отделения Академии медицинских наук СССР подтверждают наличие физиолого-биохимических особенностей в жировом обмене жителей Крайнего Севера. Эти особенности обусловливают адаптационную способность к холоду.
Углубленными исследованиями питания полярников антарктических экспедиций (Медведев А. М. и др., 1974) установлено, что в их питании калорийность должна быть в пределах 4000 — 5000 ккал/сут. Рацион должен содержать: белков — 15%, жиров — 30, углеводов — 55%, витаминов: А — 1,5 — 2,0 мг (или 4,5 — 7,5 мг каротина), B1 — 3,0 мг, В2 — 3,2 мг, В6 — 3,0 мг, РР — 30,0 мг, С — 120 — 150 мг и минеральных веществ — в пределах физиологических норм.
Но мы далеки от мысли, чтобы сказанное экстраполировать на условия высокогорья. Мы хотели лишь подчеркнуть, насколько важно учитывать в условиях высокогорья и такой часто сопутствующий фактор, как холод, приобретающий особое значение в горах в осенне-зимний и весенний периоды года. Отсюда понятна важность учета сезона года при разработке рекомендаций по питанию.
Разработка высокогорного рационального питания ведется с учетом тренированности человека и продолжительности пребывания его в горах. В связи с этим следует отметить, что наиболее адаптированными нужно считать аборигенов. Следовательно, полностью оправдан тот интерес, который проявляют ученые к изучению характера питания горцев. Однако к этому вопросу нужно подходить творчески, с учетом веками укоренившихся навыков и традиций, а также принимая во внимание сегодняшние социально-экономические, культурно-бытовые и профессиональные условия жизни населения.
В понятии о высокогорном питании целесообразно разделять рекомендации для непродолжительного и длительного пребывания в горах, что связано с долгосрочностью адаптации к горам. Последняя же, в свою очередь, зависит от характеристики конкретных гор.
В среднеазиатских горах признаки горной болезни даже у нетренированных проявляются обычно с высоты 3000 м и выше. Особенно плохо переносятся первые 2 — 3 дня. Затем симптомы горной болезни постепенно проходят, и к концу второй недели наступает адаптация к высокогорью. По-видимому, есть смысл обратить особое внимание на рекомендацию питания именно для этого, периода. Оно должно максимально способствовать наступлению адаптации. Питание в этот период необязательно должно быть сбалансированным с точки зрения традиционного понимания этого вопроса для обычных условий. Естественно, постоянно на таком питании находиться невозможно. Поэтому для продолжительно пребывающих в горах в зависимости от различных условий, прежде всего от профессии, необходимо разработать конкретные рекомендации.
Профессия всегда учитывается нутрициологами при разработке рекомендаций по рациональному питанию, ибо от нее зависит как уровень энерготраты, так я нагрузка на определенные функции организма. В свою очередь энерготрата определяет необходимую калорийность пищи, а характерное напряжение определенных систем организма обусловливает изменения потребности в отдельных факторах питания.
Одним из обязательных моментов при составлении рекомендаций является учет возможности обеспечения необходимыми пищевыми продуктами в конкретных условиях. При этом существенную роль играют местные пищевые продукты, наличие овощей, фруктов, ягод, различных съедобных растений.
Как видно, рекомендации по рациональному питанию в условиях гор требуют учета множества конкретных факторов. Мы привели далеко не полный перечень. Кроме того, мы здесь не рассматривали проблемы особенностей технологии приготовления, необычные условия приема пищи в горах и другие важные вопросы.
Впрочем, на одной из особенностей приготовления пищи следует остановиться. Пища из-за пониженного атмосферного давления закипает при температуре 100°, благодаря чему не подвергается жесткой термической обработке. Это, если не учитывать увеличения времени для приготовления, по-видимому, следует в целом расценивать как положительное явление, ибо известно, что повышенная тепловая обработка пищи отрицательна сказывается на ее биологических свойствах, снижая активность жизненно важных нутриентов (белков, витаминов и т. д.).
В нашу задачу входит рассмотреть вопрос о рациональном питании с учетом адекватности его калорийности и химического состава потребностям организма при сравнительно длительном пребывании людей в среднегорье и высокогорье — в пределах до 3000 — 4000 м над уровнем моря. Несмотря на то, что наши наблюдения велись в горах Средней Азии и Казахстана, сделанные выводы могут иметь значение и для других сходных районов земного шара, но поскольку конкретные наборы продуктов и блюда зависят от специфических региональных: условий, то в таком плане в данной книге задачи не ставилось. В ней одним из главных рассматриваемых вопросов являются закономерности межнутриентных взаимоотношений при экстремальных условиях высокогорной гипоксии.
