Кевин Фонг - Extremes. На пределе. Границы возможностей человеческого организма

• Название: Extremes. На пределе. Границы возможностей человеческого организма
• Автор: Кевин Фонг
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2016
• ISBN: 978-5-905891-65-6

Эта книга – о хрупкости и одновременно невероятной стойкости человеческого организма. Дипломированный астрофизик, инженер и врач Кевин Фонг на реальных примерах из жизни и врачебной практики показывает, как ведет себя наше тело в экстремальных условиях – при гипотермии, ожогах, травмах, инфекции – и рассказывает, как наука и практическая медицина научились побеждать в ситуациях, которые еще вчера были безнадежными.

---

Мир за пределами палатки враждебен сложности Скотта. И дело не только в стуже, что способна заморозить живую плоть за считанные секунды. А прежде всего в сухости. Бескрайние ледяные поля хранят огромные запасы замороженной воды, но за год здесь выпадает меньше сантиметра осадков в виде дождя. Так что шельфовый ледник Росса можно с полным основанием назвать пустыней. Другая проблема – высотность. Антарктида – самый высокий континент, она возвышается над уровнем моря в среднем на три с лишним километра. На такой высоте, где сейчас находится Скотт, любое физическое усилие дается с большим трудом даже тем, кто адаптировался к местным климатическим условиям. Не забудем и про беспощадные антарктические ветры. Одним словом, Антарктида – континент экстремальных условий: самый холодный, самый высотный, самый сухой. Из-за сурового климата ее всегда, за исключением последних ста лет человеческой истории, считали абсолютно непригодной для жилья.

Но нам, как ни печально, сейчас важно разобраться, как реагирует организм Скотта на резкое понижение температуры, потому что понимание этого процесса – ключ к невероятным успехам будущих медицинских технологий.

По мере того как температура тела Скотта падает, насосы, качающие ионы через клеточные мембраны, медленно, но верно замедляют работу и наконец останавливаются. Если не хватает энергии – обычно организм получает ее из пищи и сжигает в огне кислорода, которым мы дышим, – насосы замедляют темп, а потом и вовсе встают. Это приводит к выравниванию разности потенциалов по обе стороны клеточной мембраны. Вот с этой простой симметрии и начинается умирание.

Но Скотт еще не готов к смерти. Организм, невзирая на критическую ситуацию, упорно борется за каждый миг, цепляется за любой шанс, позволяющий выжить. Скотт чувствует, как тепло уходит из остывающих рук. Сужаются сосуды, несущие горячую кровь к конечностям, доставляющие ее к поверхности кожи и впустую отдающие тепло в воздух. Волоски на теле встают дыбом в тщетной попытке удержать тоненькую прослойку теплого воздуха. И то и другое – усилия, предпринимаемые организмом, чтобы уменьшить потери тепла. К сожалению, в условиях Антарктики эти физиологические меры практически ничего не дают.

Проходит время, и Скотта начинает бить неукротимая дрожь. При этом выделяется тепло, замедляя процесс остывания. Эта дрожь совсем не похожа на ту, что нападает на нас зимой на автобусной остановке. У Скотта вибрирует и сотрясается каждая мышца, вырабатывая тепло и жадно поглощая жиры и углеводы. Этот озноб – последняя лихорадочная попытка организма победить смерть – уже сам по себе демонстрирует физическую стойкость живого существа. Задействовав 40 % всех ресурсов организма, эта дрожь будет продолжаться, пока не кончится топливо. Но сколь бы сильной она ни была, это лишь способ отсрочить неизбежное в надежде, что условия среды изменятся: сама по себе она проблему не решает.

Процесс продолжается, и гипотермия затрагивает мозг Скотта – в этом состоянии человек делается раздражительным, ему начинает отказывать логика. Когда у организма иссякают последние запасы топлива, озноб прекращается – передышка, которая лишь ускоряет остывание. Скотт сейчас находится на пределе возможностей, будто марафонец на финише. Он израсходовал все ресурсы. И по мере того как падает электрическая активность мозга, Скотта охватывает милосердное подобие сна. Он соскальзывает в кому задолго до того, как перестают действовать каналы клеточных мембран сердечной мышцы, стражи электрической стабильности этого важнейшего органа. Какое-то время сердце еще, вероятно, будет биться в лихорадочном, рваном ритме фибрилляции, содрогаться яростно и бессистемно, словно мешок со змеями. Потом наступит остановка.

Как только сердце перестает биться, организм охватывает кислородное голодание. Но при столь низких температурах скорость гибели клеток резко падает. Сотни секунд, в течение которых обычно умирает мозг, и когда все еще можно вернуть, растягиваются на многие минуты. Этот важнейший факт, как мы увидим позже, медики в далеком будущем сумеют использовать, спасая жизни.

Но для Роберта Скотта спасения нет. Секунды становятся минутами, минуты – часами. Скотт, совсем недавно – пылающая искра жизни на замерзших просторах Антарктики, теперь не отличается по уровню энергии от окружающего льда и снега.

* * *

Подобно всем живым существам, мы противостоим законам, которые правят неодушевленными предметами, дабы не допустить устойчивого равновесия между собой и окружающим физическим миром. Феномен жизни задает уровень сложности, немыслимый где-либо еще во Вселенной: он позволяет каждому существу расти, адаптироваться к изменениям, размножаться, а нам, людям, дарует разум и самосознание. Стоит подчеркнуть: сколь бы прекрасными и загадочными ни казались сверхновые и нейтронные звезды, наш мозг устроен куда сложнее и непостижимее. От неодушевленной материи нас отличает способность противостоять энтропии, ускользать от власти термодинамики, норовящей свести нас к более простому уровню неживой природы. За последние десятилетия мы, человечество, добились еще бо́льших успехов, сумев расширить границы возможностей для жизни. Трагическая кончина Роберта Скотта указала направление столетию, последовавшему за гибелью обреченной экспедиции.

По ходу освоения Антарктиды нам пришлось задуматься о холоде и его угрозе организму человека. Чем серьезнее мы осознавали эту проблему, тем активнее шли исследования. Спустя десятилетия мы накопили достаточно знаний, чтобы справляться с последствиями переохлаждения. Сегодня эти знания позволяют не только выживать в полярном холоде; гипотермию научились использовать в медицине как способ обмануть смерть.

* * *

Спустя почти сто лет после гибели экспедиции Скотта двадцатидевятилетняя женщина, катаясь на лыжах в горах Норвегии, стала жертвой несчастного случая и пережила практически то же, что и полярный исследователь. Она замерзала в сотнях миль от ближайшего жилья, во льдах, и сердце ее так же замедлило ритм, превращая секунды в минуты, а минуты растягивая до часов. Но есть в этих историях одно принципиальное различие: та женщина осталась жива.

В мае 1999 года три молодых врача – Анна Богенхолм, Турвинд Нэсхейм и Мария Фалкенберг – отправились на лыжную прогулку в горы Чёлен на севере Норвегии, неподалеку от города Нарвик. Отклонившись от трассы, молодые люди катались по снежной целине. Наступала живописная белая ночь, одна из первых в сезоне, все шло отлично. Лыжники спустились в тенистый овраг Моркхала, хорошо знакомое им место, где, как уверял один из них, даже в мае еще сохранялся прекрасный снег. Все трое были опытными лыжниками, и Анна уверенно начала спуск.

Во время спуска Анна упала. Турвинд и Мария увидели, как она покатилась вниз головой по толстому слою льда, покрывающему горную реку. Анна скользила на спине и вдруг провалилась в трещину. Голова и грудь девушки ушли под лед. Мгновенно намокшая одежда потяжелела, течение затягивало Анну все глубже.

Турвинд с Марией подоспели как раз вовремя, чтобы ухватить подругу за ботинки и не дать ей окончательно скрыться подо льдом. Девушка лежала на спине, рот и нос ее оказались выше уровня воды, в воздушном кармане. Замерзая в ледяной воде, она продолжала бороться.

Трое лыжников прекрасно понимали, что попали в чрезвычайно опасную ситуацию. Анна в ловушке, одежда на ней промокла до нитки, ледяная вода отнимает у тела последние остатки тепла. В первые же минуты температура ее тела начала падать. Турвинд вызвал помощь по мобильному телефону, объяснив диспетчеру, что речь идет о жизни и смерти. У медиков Турвинда, Анны и Марии было много друзей среди местных спасателей – и диспетчер тоже оказался их знакомым. Уверенный в том, что для спасения подруги будут предприняты все усилия и им на помощь вот-вот вылетит вертолет, Турвинд с облегчением обернулся к Анне, чтобы не дать ей уйти под воду.

Однако прошла, как ему показалось, целая вечность, а спасатели все не появлялись. Турвинд снова набрал номер диспетчера и набросился на него, требуя объяснить, почему до сих пор никого нет. «Да, – был ответ, – мы стараемся изо всех сил, но и ты пойми – за три минуты мы мало что могли успеть». Для Турвинда, вместе с Марией сражавшегося за жизнь Анны, эти три минуты тянулись бесконечно долго.

На помощь были высланы две команды спасателей: одна спускалась на лыжах с горной вершины, другая торопилась из Нарвика, лежащего у подножия горы. Лыжники во главе с Кетилом Сингстадом прибыли первыми, но при них было только легкое снаряжение, и пробить толстый слой льда лопаткой для расчистки снега им не удалось. Все, что они смогли сделать, это набросить Анне на ноги веревочную петлю, так девушку было легче удерживать, не давая уйти под воду.

Вертолет «Си кинг» тоже спешил на выручку, но даже при скорости более 160 километров в час ему требовалось не менее шестидесяти минут, чтобы добраться до места. Столько же, если не больше, продлится полет до ближайшего многофункционального медицинского центра в крупной больнице в Тромсё.