Мобилизация организма. На что способно наше тело в экстремальных условиях - Ханнс-Кристиан Гунга
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Для того чтобы прояснить этот интересный вопрос и не ограничиваться описаниями частностей, вернемся к Юконскому арктическому ультрамарафону. При финансовой поддержке Федерального министерства образования и науки, а также Федерального министерства экономики мы в 2013, 2015 и 2017 годах предприняли исследование путей адаптации участников Юконского арктического ультрамарафона, который я дальше буду сокращенно обозначать ЮАУ. Трасса ЮАУ имеет максимальную дистанцию 690 км – от Уайт-Хорс до Доусона и представляет собой самую холодную и самую трудную трассу для беговых соревнований в мире.
В течение нескольких десятилетий в изучении предельных нагрузок на выносливость преобладали исследования сердечно-сосудистой системы и физиологические исследования мышц – особенно транспорта кислорода и доставки энергии. Но по мере развития новых методов визуализации и новых высокочувствительных биохимических методов стало выясняться, что важную роль здесь играют нейрофизиологические изменения в различных областях головного мозга, отвечающих за необходимую мотивацию, упорство и подавление болевых ощущений. Сегодня считается, что в этих процессах особую роль играют передняя поясная кора, гипоталамус и регуляторный медиатор нейропептид Y. Передняя поясная кора – область коры большого мозга, которая грубо подразделяется на лобную, теменную, затылочную, височную, островковую и лимбическую доли. Передняя поясная кора представляет собой часть так называемого контура Пейпза – нейронной цепи, которая участвует в сохранении актуального содержания памяти и в передаче запоминаемого содержания в долговременную память. Этот контур тесно связан с лимбической системой, миндалиной, прилежащим ядром, гипоталамусом, гиппокампом и передним отделом островка – теми анатомическими структурами мозга, которые функционально связаны с такими эмоциональными переживаниями, как страх, фобии, влечения, и с множеством когнитивных функций. Эти мозговые структуры влияют на познание и оценку социального поведения, а также на обработку болевых ощущений и, что важно, участвуют в эмоциональной оценке боли.
Исследования с участием медитирующих людей и спортсменов, занимающихся экстремальными видами спорта, показали, что у этих людей особенно сильно развита передняя поясная кора – привет Шри Чимрою и его «философии бега». В качестве нейромедиатора, передающего информацию между мозговыми структурами, нейропептид Y выполняет разнообразные задачи, что и побудило нас уделить пристальное внимание именно этому нейротрансмиттеру при исследовании участников ЮАУ. Среди прочего мы попытались ответить на вопрос, повышена ли концентрация этого нейротрансмиттера у тех участников, которые завершили всю дистанцию (finishers), в сравнении с теми, кто преодолевал укороченную дистанцию или досрочно выбыл (non-finishers). Могли ли люди с повышенным содержанием нейропептида Y быстрее и лучше успокаиваться и засыпать, отличались ли их показатели функции сердечно-сосудистой системы? Существует ли положительная корреляция между уровнем содержания нейропептида Y и ответами на анкету оценки настроения и душевного состояния во время и после гонки? Можно ли, определив содержание нейропептида Y в крови, спрогнозировать, у кого из участников ЮАУ выше шансы успешно завершить марафон?
Специфические нейронные связи мозга, в первую очередь в гипоталамусе, отвечают за сохранение постоянства состава внутренней среды организма, за гомеостаз. Эти нейронные контуры тем самым регулируют такие основные жизненные потребности и свойства, как потребление пищи и жидкостей, температура тела, сон, или стараются во взаимодействии с корой держать в узде эмоции. Нейропептиды – центральная составная часть этих сохраняющих и поддерживающих жизнь программ, они выполняют многообразные задачи. Например, уменьшение количества пищи, поступающей в организм, приводит к снижению концентрации глюкозы в крови, к высвобождению соответствующих гормонов и к активации гипоталамических нейронов и нейронов ствола головного мозга. Эти нейроны, в свою очередь, высвобождают множество нейропептидов, которые стимулируют пищевое поисковое поведение и поступление пищи в организм. Подобным же образом внутренние и внешние угрозы активируют нейронные пути, отвечающие за защитное поведение. Интересно отметить, что определенные ядра гипоталамуса и миндалины активируются как голодом, так и страхом.
Известно, что нейропептиду Y принадлежит центральная роль в регуляции обмена веществ и эмоционального состояния. Нейропептид Y – химический нейротрансмиттер, сигнал, передающийся от одной нервной клетки к другой. С эволюционной точки зрения нейропептид Y – очень древний медиатор, существование которого доказано уже у первых позвоночных; биохимическое строение этого нейропептида едва ли изменилось за последние 450 млн лет. Так, структура современного нейропептида Y на 92 % совпадает со строением нейропептида, который присутствовал в организмах наших предков. Это говорит о том, что нейропептид Y играет ключевую роль в поддержании постоянства внутренней среды организма.
Гормоны – аутогенные переносчики информации, образующиеся в железистых клетках определенных органов. По необходимости гормоны высвобождаются в кровь и с кровью достигают клеток-мишеней, где связываются специфическими рецепторами и побуждают эти клетки к определенной активности. В то время как информация между нервными клетками передается за доли секунды, для гормонального переноса информации в зависимости от обстоятельств требуется более длительное время – минуты или даже часы. По химическому строению различают пептидные гормоны, состоящие из белков и пептидов, и стероидные гормоны, построенные преимущественно из жироподобных веществ. Всем известный пептидный гормон – инсулин, контролирующий уровень содержания сахара в крови, а также уже рассмотренный нейропептид Y. К стероидным гормонам относят среди прочих такие половые гормоны, как тестостерон и эстроген, а также гормоны надпочечников, например известный гормон стресса кортизол.
Система нейропептида Y находится в центре внимания науки, главным образом благодаря его роли в регуляции питания. Активация Y1-рецепторов не только порождает чувство голода, но также повышает уровень бодрствования, способность к концентрации внимания и побуждает к агрессивному поведению. С эволюционной точки зрения этот механизм имеет большой смысл, так как помогает выжить в дикой природе. Что касается обработки эмоций страха и фобии в передней поясной коре, то нейропептид Y принимает участие и здесь. Снижение концентрации нейропептида Y может затруднить обработку восприятия состояний страха. Его наблюдают у больных с депрессией или посттравматическим стрессовым расстройством. Активация Y1-рецепторов делает нас более бесстрашными, более выносливыми и оказывает положительное влияние на ощущение собственного благополучия. Больных депрессией с давних пор лечат движением. Главной задачей становится в этом случае повышение мотивации, побуждение заниматься спортом, что ведет к смягчению симптомов депрессии. Это положение подтверждается результатами исследования на профессиональных спортсменах.
В наших исследованиях, проведенных с участниками Юконского арктического ультрамарафона, удалось показать, что бегуны, досрочно сошедшие с дистанции, изначально имели сниженный уровень содержания нейропептида в крови. Во время гонки у этих людей, в отличие от тех, кто сумел преодолеть все 690 км трассы, концентрация нейропептида продолжала снижаться. Это согласуется с результатами генетических исследований, показавших, что в холодных регионах нашей планеты в человеческой популяции накапливаются те генетические варианты, которые
