Рейтинг
Порталус


АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ АРКТИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЫ

Дата публикации: 05 октября 2022
Автор(ы): Лев ПАНИН
Публикатор: Научная библиотека Порталус
Рубрика: МЕДИЦИНА
Источник: (c) Наука в России, № 6, 31 декабря 2013 Страницы 20-26
Номер публикации: №1664981693


Лев ПАНИН, (c)

Академик РАМН Лев ПАНИН, директор Научно-исследовательского института биохимии СО РАМН (Новосибирск)

Европейский и Азиатский Север России - территория активного хозяйственного освоения. Но природные и климатические условия заполярных широт суровы, а часто и экстремальны для человеческого организма. В связи с этим возникла необходимость разработки нового направления в здравоохранении - арктической медицины, учитывающей особенности течения на Севере многих патологических процессов, таких как воспаление, иммунные заболевания, болезни сердца и сосудов, психические расстройства и др. Особенное значение здесь приобретает система профилактики.

Северные районы занимают большие площади на территории Канады, США (Аляска), Скандинавии, в том числе Дании с входящей в ее состав Гренландией, но самые обширные - в России: только в Сибири они охватывают 3,8 млн. км2. Здесь, в Якутии, находится полюс холода Северного полушария (Оймякон, Верхоянск). В районах вечной мерзлоты, где сезонные колебания температуры могут превышать 100°С, проживают малочисленные народы Сибири и Севера, ведется обширная хозяйственная деятельность, связанная с разработкой природных минеральных ресурсов - нефти, газа, угля, золота, алмазов, полиметаллических руд и т.д. С точки зрения газо- и нефтедобычи большой интерес

стр. 20

представляют и шельфы Северного Ледовитого океана. Именно экономические интересы определяли и будут определять в дальнейшем миграцию сюда населения из более мягких в климатическом отношении районов нашей страны.

Как адаптировать человека к экстремальным экологическим условиям Заполярья, одновременно поддерживая состояние его здоровья и высокой работоспособности на многие годы? Стремление ученых дать аргументированный ответ на этот вопрос и вызвало появление нового направления - арктической медицины. Для организации исследований в данной области в 1970 г. в Новосибирске был создан Сибирский филиал АМН СССР, а в его составе - Институт клинической и экспериментальной медицины. Их возглавил известный ученый-клиницист Влаиль Казначеев (академик АМН СССР с 1971 г.). Сегодня это крупный научный центр по изучению фундаментальных и прикладных проблем жизнеобеспечения человека в сложных климатических условиях Сибири, Крайнего Севера и Арктики.

Вклад Новосибирского научного центра СО РАМН в становление арктической медицины очень значителен. В результате многолетней интенсивной экспедиционной деятельности на территориях азиатского Севера, Арктики и Антарктиды у исследователей стали складываться совершенно новые представления об адаптации человека. Оказалось, в экстремальных условиях высоких широт изменяются все виды обмена: белков, жиров, углеводов, витаминов, макро- и микроэлементов. Как показано автором данной статьи, формируется полярный метаболический тип. Организм переходит на новый уровень гомеостаза*, для которого характерны иные экологически обусловленные нормы состояния здоровья, иные критерии оценки функциональной активности его органов и систем. Например, для энергетического обмена важную роль играет переключение его с углеводного типа на липидный. Это приводит к тому, что вклад углеводов в энергетический обмен организма становится ниже, а жиров (липидов) - выше. В крови увеличивается содержание транспортных форм жира - липопротеинов (ЛП) очень низкой (ЛПОНП) и низкой (ЛПНП) плотности, т.е. форм, относящихся к атерогенным ("вредным", оседающим на стенках сосудов фракциям липидов). Тем не менее на Севере это не приводит к развитию атеросклероза или ишемической болезни сердца. Высокая активность ферментов липидного обмена (липопротеиновой липазы и триглицеридлипазы), связанных с внутренней поверхностью сосудов, приводит к значительному увеличению содержания липопротеинов высокой плотности (ЛПВП), обладающих антиатерогенными свойствами. При этом баланс атерогенных и антиатерогенных форм ЛП в крови восстанавливается. Более того, он даже смещается в сторону последних. Относительное содержание ЛПВП в крови может увеличиваться до 60%, а это благоприятное явление. Конечно, факторы риска сердечно-сосудистой патологии на Севере существуют и они те же, что и в других регионах мира. Это стресс (состояние тревожности), неправильное питание, гиподинамия, вредные привычки (курение, алкоголизм). На Севере они действуют значительно активнее.

ЛПОНП и ЛПНП являются также факторами риска для развития диабета. Нами впервые было показано: белок аполипопротеин В (апо В), входящий в структуру атерогенных форм ЛП, обладает контринсулярным (подавляющим влияние инсулина) действием и способствует развитию диабета 2-го типа. При этом следует иметь в виду, что при обследова-


* Гомеостаз - динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма человека, животных и растений (прим. ред.).

стр. 21

Структура биологических мембран (Singer, Nicolcon, 1972).

* Места перекисного окисления липидов.

нии пациента диагноз "диабет" часто ставят по обнаружению сахара в моче. Однако на Севере у людей снижается обратное всасывание из первичной мочи (она образуется в почечных клубочках и включает в себя все составные части плазмы крови, за исключением белков) сахара и других низкомолекулярных соединений, например, витаминов. Появление сахара в моче сочетается с нормальным или пониженным содержанием его в крови, содержание инсулина в крови также снижается. Такой "диабет" не является патологией. Он экологически обусловлен и носит функциональный характер. Но нужно помнить, что на Севере легко может развиться и диабет 2-го типа. Если человек находится в состоянии хронического стресса, употребляет избыточное количество углеводов и для него характерна гиподинамия, то имеется полный набор факторов риска для возникновения такого заболевания. Врач, работающий на Крайнем Севере, об этих особенностях должен знать. В чем физиологический (функциональный) смысл этого диабета?

Экстремальные условия Севера и приполярных территорий человек, конечно, воспринимает как стрессовые. Но он не может находиться постоянно в состоянии стресса. Хорошо известно, что последний сопровождается повышением в крови содержания стероидных гормонов. Но на Севере у человека концентрация их незначительно выше по сравнению с другими более мягкими по климату районами страны. Оказалось, что организм использует еще один дополнительный механизм реакции на стресс - снижает содержание в крови инсулина, играющего роль контргормона по отношению к стероидным гормонам (глюкокортикоидам). Такой диабет мы назвали "диабетом напряжения" - подобный ему наблюдал в 80-х годах XIX в. французский физиолог Клод Бернар, когда у голодающих кроликов обнаружил сахар в моче при кормлении их морковью. Он назвал его "hunger diabetis" - "голодный диабет". Много позднее в своих работах мы воспроизвели эти результаты, показав к тому же, что в условиях голодания сахар в моче появляется при нормальном содержании его в крови.

Механизм данного явления был раскрыт нами позднее. Оказалось, он связан с контринсулярным эффектом белка аполипопротеина В, входящего в состав ЛПНП и ЛПОНП. Именно такой "диабет" лежит в основе переключения энергетического обмена с углеводного типа на липидный в экстремальных условиях Крайнего Севера, где основным источником углеводов, необходимых для мозга и других тканей, становятся процессы образования глюкозы из белков и частично жиров. Они активно протекают в печени. Избыточное количество глюкозы в пище нарушает этот механизм.

Естественно, подобные изменения всех видов обмена веществ предъявляют свои требования к характеру питания человека. На Севере потребность в углеводах снижается, а в белках и жирах повышается. Снижение интенсивности углеводного обмена уменьшает потребность организма в ряде водорастворимых витаминов, таких как B1, B2, а одновременное усиление жирового обмена требует жирорастворимых витаминов - А, Д, Е, играющих роль антиоксидантов по отношению к ненасыщенным жирным кислотам. Их роль особенно велика в высоких широтах в свя-

стр. 22

Изменение содержания токоферола и продуктов перекисного окисления липидов в эритроцитах в динамике лыжного перехода (M ± m)

Содержание токоферола и продуктов ПОЛ

Диксон

Северный полюс

Оттава

Токоферол, мг/100мл

0,48±0,01 (n = 13)

0,22±0,03 (n = 7)

0,15±0,06* (n = 13)

Продукты ПОЛ, отн. ед.

1,07±0,36 (n = 13)

2,25±0,21 (n = 2)

1,04±0,11 (n = 12)



Примечание. Различия достоверны (p< 0,05) * - по сравнению с Диксоном.

зи с необходимостью защиты клеточных мембран от перекисного окисления указанных кислот, входящих в состав фосфолипидов. Повышенная ультрафиолетовая радиация, ионизирующее действие частиц солнечного ветра способствуют активному образованию продуктов перекисного окисления и формированию белково-липидных сшивок, что приводит к быстрому старению клеток. Наиболее отчетливо это видно на примере эритроцитов, продолжительность жизни которых в высоких широтах снижается. Данный феномен способствует развитию "полярной одышки", наблюдаемой у пришлого населения, особенно при больших физических нагрузках.

Мы с этим столкнулись при обследовании участников трансарктического лыжного перехода под руководством Дмитрия Шпаро в 1988 г. Как они отмечали, "сорокоградусный мороз и встречный ветер - пожалуй, самое неприятное сочетание. Ритм перехода напряженный: по 8 - 9 часов в день, 50 мин ходьбы, 10 мин отдыха. На привале усталость валила с ног".

В высоких широтах клеточные мембраны нуждаются в активной антиоксидантной защите. Например, образование гидроперекисей ненасыщенных жирных кислот и белково-липидных сшивок повышает микровязкость эритроцитарных мембран и затрудняет продвижение эритроцитов по кровеносным капиллярам. Известно, что диаметр их сопоставим с диаметром эритроцитов. Это может приводить к развитию диффузной гипоксии тканей и быстрому утомлению организма, особенно при активной физической деятельности.

У коренного населения Крайнего Севера эта проблема достаточно успешно решается в связи с традиционным белково-липидным типом питания. У тундровых аборигенов оно до сих пор практически не изменилось: основными продуктами у них являются оленина и рыба, вылавливаемая в местных водоемах. Рацион прибрежных аборигенов включает мясо морского зверя (тюлень, морж), морскую рыбу и небольшое количество привозных продуктов (хлеб, соль, сахар). Для них мясо и рыба - главный источник необходимых организму белков, полноценных по аминокислотному составу, жиров, богатых ненасыщенными жирными кислотами и жирорастворимыми антиоксидантами (витаминами А, Е, Д). В этих же продуктах содержатся и необходимые организму минеральные вещества. А у пришлого населения характер питания существенно иной, поэтому мы рекомендуем использовать не только природные, но и синтетические антиоксиданты.

Для приехавших на Крайний Север существенна и еще одна проблема: низкая минерализация воды в местных реках. Это связано с разбавлением их стока вследствие активного таяния снега весной и летом. Именно в этот период возникает проблема дефици-

стр. 23

Северный азиатский тип питания

Продуктовый набор

Якуты

Нганасаны

 

Алданский район

Таймыр

Мясо оленя

330 - 226

510

Рыба

-

420

Масло слив.

30

50

Хлеб

478 - 502

300

Сахар

72 - 130

60

Молоко

210

-

Овощи

20

-

Картофель

100

-

Ягоды

50 - 100

-



Химический состав рациона нганасан

Белки, г

Жиры, г

Углеводы, г

Калорийность, ккал

Всего

В т.ч. животные

Всего

В т.ч. животные

187

165

192

187

218

3293,5



та макро- и микроэлементов. Поскольку известно, что минеральные вещества играют важную роль в ассимиляции организмом витаминов, использование в пищу низкоминерализованной воды приводит к развитию вторичных гиповитаминозов. Мы показали, что успешно бороться с ними помогает включение в рацион витаминно-минеральных композиций (кстати, аналогичная задача решалась и в космической медицине). Нами на Севере широко использовались не только витаминно-минеральные композиции, но и естественные дополнительно витаминизированные продукты питания (соки, молоко, настои дикоросов). Оказалось, они гораздо эффективнее помогают справляться с гиповитаминозами, чем аптечные поливитаминные препараты. Занимаясь проблемой адаптации человека на Севере, мы исследовали еще один фактор, связанный с изменением обмена веществ. Известно, что макрофаг - ключевая клетка системы иммунитета. Но он занимает важнейшие позиции и в обмене липопротеинов крови: ЛПВП, ЛПНП и ЛПОНП. У живущих на Севере их обмен значительно выше, что ложится большой нагрузкой на макрофаги, особенно в печени. Переключение этих клеток на метаболические функции снижает их роль в формировании иммунного ответа. Например, на Севере это приводит к "прорыву" антигенов кишечной микрофлоры в лимфоидную систему организма с последующим усилением иммунного ответа. По данным доктора медицинских наук Дмитрия Маянского (Институт общей патологии и экологии человека СО РАМН), у северян выявлены высокие титры антител к общей аллергеноактивной фракции

стр. 24

энтеробактерий*. Это наиболее ярко проявляется в первые 10 лет проживания в арктических широтах. Угнетение работы "макрофагального фильтра" в отношении бактериально-вирусной инфекции определяет большую подверженность человека на Севере инфекционным заболеваниям. Похожая ситуация складывается и в отношении течения воспалительных процессов.

Нами впервые было показано, что макрофаг отвечает за процессы клеточной регенерации в патологическом очаге любой этиологии. Усиление экспрессии генов и синтеза белка в клетках в очаге воспаления происходит под влиянием кооперативного механизма действия продуктов деградации клеток, стероидных гормонов и ЛПВП. Он также реализуется в макрофагах и приводит к образованию биологически активного комплекса: восстановленных форм стероидных гормонов (тетрагидросоединения) и белка - аполипопротеина A-I. Данный комплекс и запускает процессы регенерации. Угнетение фагоцитарной активности макрофагов подавляет действие этого механизма, при этом воспалительная патология приобретает хронический характер - врачи на Севере постоянно сталкиваются с данным явлением.

Отметим, воспаление и иммунитет тесно связаны друг с другом. "Воспаление, - писал отечественный биолог Илья Мечников (нобелевский лауреат 1908 г.), - является важнейшим проявлением иммунитета организма". Эту же мысль в своих работах развивал патологоанатом Ипполит Давыдовский: "Можно говорить о принципиальной близости иммунитета к воспалению - все равно, будет ли стоять вопрос о значении иммунитета для воспаления или, наоборот, о значении воспаления для иммунитета" (Давыдовский И. В. Общая патология человека. М.: Медицина, 1969.). На Севере легко убеждаешься, что это действительно так.

Арктика - это холод. Адаптированный к нему человек предпочтительнее окисляет жирные кислоты, что и было ранее нами показано. Часть энергии окисления тратится на обогрев организма, а часть - на выполнение химической или физической работы. На Севере теплопродукция выше, в итоге снижается КПД физической работы. Отсюда следует: чтобы нормально ее выполнять, суточная калорийность пищевого рациона северян должна быть выше на 10%, чем необходимо в регионах с умеренным климатом.

Интересно, что адаптированный к холоду человек старается сократить свои теплопотери. Средневзвешенная температура кожи у него снижается. Понижаться может даже температура ядра тела, хотя и незначительно. Мы говорим, что система терморегуляции переходит на другой уровень гомеостаза. Однако на Севере встречаются и исключения из общего правила. Люди, стремящиеся носить теплую одежду, утрачивают эти особенности адаптации к холоду. Именно у них нередки случаи обморожения и даже замерзания, что часто наблюдается в состоянии алкогольного опьянения.


* Энтеробактерии - семейство, включающее в себя такие известные патогены, как сальмонелла, чумная палочка и т.д. В то же время множество представителей семейства являются частью нормальной микробиоты кишечника (прим. ред.).

стр. 25

Выявлены особенности использования фармакологических препаратов для лечения различных заболеваний в Заполярье. Они связаны с повышенным окислением в системе метаболизма чужеродных соединений (ксенобиотиков) и с активным их выделением из организма (клиренсом). Данная проблема очень важна, и ее нужно учитывать при освоении Арктики.

Еще один важный фактор. Проживая в средних и низких широтах, люди привыкают к закономерной и неизбежной смене дня и ночи. Это формирует в организме циркадные (околосуточные) ритмы. Ритмичной становится активность всех его функциональных систем. На Севере "светопериодика" совсем другая. Полярный день сменяется полярной ночью, а между ними действует более естественная для нас смена дня и ночи, определяющая привычную продолжительность суток. Внутрисистемные и многочисленные межсистемные связи в организме нарушаются. Возникают десинхронозы, лежащие в основе формирования хронопатологии. Клинически это проявляется в снижении умственной и физической работоспособности, нарушении сна, эмоциональной нестабильности, непредсказуемости поведения и т.д.

В период полярной ночи возникают признаки сенсорной депривации, т.е. недостаточности внешних раздражителей. У человека развиваются депрессивные состояния, иногда порождающие попытки суицида. В период полярного дня, напротив, доминируют повышенная возбудимость центральной нервной системы, раздражительность, нарушение сна, различные вегетативные расстройства, в первую очередь кардиогенного характера и т.д. Все это требует правильной психотропной терапии, грамотного поведения врача - невролога и психиатра.

Мы показали, что в развитии психосоматической патологии на Севере важную роль играет "синдром психоэмоционального напряжения". Ведущий его признак - развитие тревожности. Это эмоциональная окраска состояния, характеризуемого ожиданием непредсказуемой угрозы, а также опережающей мобилизацией энергетических ресурсов и резервных возможностей организма. Функционально близким понятием к нему является дистресс (термин предложен канадским эндокринологом Гансом Селье в 1960 г.). Клинически тревожность сопровождается повышением внутренней напряженности, раздражительности и при нарастании симптоматики может переходить в невроз или депрессию. Такие состояния хорошо снимают транквилизаторы бензодиазепинового ряда (седуксен, элениум), подавляющие активность центральных механизмов регуляции - их называют моноаминоэргическими системами мозга. Отсюда следует, что тревожность формируется на фоне повышения их активности. Возникновение же психосоматической патологии определяется индивидуальными особенностями высшей нервной деятельности. У интровертов, причину конфликтов ищущих в себе, возникает ишемическая болезнь сердца, у экстравертов (их антиподов) - гипертоническая болезнь. Однако могут быть и другие проявления психосоматической патологии: заболевания нервной системы, язвенная болезнь желудка и 12-перстной кишки.

На Крайнем Севере мы столкнулись с более высокой зависимостью человека от алкоголя. Формирование ее здесь идет быстрее, чем в умеренных широтах примерно на 5 лет. Оказалось, у северян в различных клетках падает скорость безкислородного (анаэробного) окисления углеводов (гликолиза), метаболическим ответвлением которого является образование эндогенного (собственного) этанола. Снижение образования этанола, участвующего в "строительстве" гормонов позитивного настроения, приводит к потребности повысить его содержание в крови за счет алкогольных напитков. Постепенно это формирует метаболическую зависимость от них. Бороться с этим возможно. В условиях эксперимента нами была разработана пропись антиалкогольного препарата PL-алко и получено разрешение на его применение для коррекции отмеченных выше нарушений обмена веществ у человека. Препарат оказался весьма эффективным.

К сожалению, северная фармакология и приполярная медицина еще не стали достоянием практикующего врача. Они нуждаются в дальнейшем развитии. Однако краеугольные камни в эти направления уже заложены работами Института (ныне Научного центра) клинической и экспериментальной медицины, НИИ биохимии, НИИ физиологии СО РАМН и других научных учреждений страны.

И в заключение. Проблемы здоровья человека на Севере тесно связаны со "здоровьем" самого Севера, его очень ранимой природы. Варварское обращение с ней уже сегодня наносит ему непоправимый вред. А что нас ждет в будущем, когда начнется освоение шельфов Северного Ледовитого океана? Их экосистемы еще более ранимы, чем материковой зоны. Об этом нужно думать уже сейчас.

Опубликовано на Порталусе 05 октября 2022 года

Новинки на Порталусе:

Сегодня в трендах top-5


Ваше мнение?




О Порталусе Рейтинг Каталог Авторам Реклама