АКТУА
.1
Е ПРО
КТИЧЕСКОИ МЕДИ
М
И
1т
Ы
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 веч-
ной 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
Новосибирский научный центр СО РАМН, возглавляющий программу по адаптации человека к экстремальным условиям Азиатского Севера и Арктики.
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 об-
*Гомеостаз — динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма человека, животных и растений (прим. ред.).
условленные 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 ишемиче-ской болезни сердца. Высокая активность ферментов липидного обмена (липопротеиновой липазы и три-глицеридлипазы), 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 контрин-сулярным (подавляющим влияние инсулина) действием и способствует развитию диабета 2-го типа. При этом следует иметь в виду, что при обследова-
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 гормо-
нам (глюкокортикоидам). Такой диабет мы назвали «диабетом напряжения» — подобный ему наблюдал в 80-х годах XIX в. французский физиолог Клод Бер-нар, 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 В1, В2, 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-
Человек в экстремальных условиях Арктики. Трансарктический лыжный переход под руководством Дмитрия Шпаро. Куратор научной программы -НИИ биохимии СО РАМН.
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
Изменение содержания токоферола и продуктов перекисного окисления липидов в эритроцитах в динамике лыжного перехода (М ± т)
Содержание токоферола и продуктов ПОЛ Диксон Северный полюс Оттава
Токоферол, мг/10о мл 0,48±0,01 (п =13) 0,22±0,03* (п =7)
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.