На грани возможного: Наука выживания Эшкрофт Фрэнсис

Сила моя иссохла, как черепок; язык мой прилипнул к гортани моей, и Ты свел меня к персти смертной.

Псалом 22

В один прекрасный день (дело было в конце XVIII в.) секретарь Лондонского королевского общества мистер Благден отважился зайти в помещение, нагретое до 105° С, прихватив с собой несколько яиц, сырой бифштекс и собаку. Четверть часа спустя яйца испеклись в скорлупе, а бифштекс прожарился, но Благден с собакой вышли невредимыми (собаку, правда, пришлось держать в корзине, чтобы не обжечь подошвы лап). Эта способность выдерживать температуру, превышающую отметку кипения воды, тем более поражает, если учесть, что изменение свойств белка и необратимые повреждения клеток начинаются уже при температуре выше 41° С, что температура тела, превышающая 43° С, является для человека смертельной и что ситуация нахождения в течение нескольких минут при температуре выше 50° С приводит к гибели всех клеток. Однако, как наглядно продемонстрировал мистер Благден, человеческий организм способен почти четверть часа продержаться при температуре в 105° С. В этой главе мы попытаемся выяснить, как такое возможно.

Наша жизнь зависит от расположенного в 150 млн км от Земли ядерного реактора, который дарит нашей планете свет и тепло. Температура на поверхности Солнца составляет 5500° С. На Земле она существенно ниже, однако и здесь может достигать смертельных для человека значений. Самая высокая температура воздуха на Земле в тени, 58 ° С, была зафиксирована в сентябре 1992 г. в ливийском городе Эль-Азизия. Выше 45° С регулярно прогревается воздух в летние месяцы в Центральной Австралии, странах Персидского залива и Судане, а предметы, расположенные на солнце, раскаляются еще больше, поэтому до металлических поверхностей невозможно дотронуться, и песок обжигает ноги. Воздействие солнечного тепла ощущается даже в холодных регионах. Снежные шапки Эвереста солнце прогревает до 30° С, полярники могут пострадать одновременно от солнечного ожога и обморожения, и даже в ледяном космическом пространстве предметы, попадающие под солнечные лучи, быстро накаляются.

Самые высокие температуры на Земле зафиксированы в пустынях. Согласно определению, пустыня – это территория, где в год выпадает менее 200 мм осадков, однако для многих пустынь даже этого много, а в некоторых дождя может не быть годами. Отсутствие облаков означает интенсивное солнечное облучение, в результате которого земля и воздух быстро прогреваются днем и не менее быстро остывают ночью. Запасы воды скудны, поэтому земля большую часть года иссушена, а в раскаленном мареве возникают миражи, превращающие потрескавшуюся землю в призрачный цветущий оазис. К палящему зною добавляются жгучие ветры, которые лишают тело влаги, сморщивая кожу и иссушая носоглотку. Песок и пыль царапают, как наждачная бумага, и забивают горло. Ультрафиолет вызывает солнечные ожоги, яркий свет слепит глаза. Жить в таких условиях человеку нелегко. Однако люди селились в пустынях столетиями, и каждый год тысячи туристов приезжают полюбоваться неземной красотой изрезанных ветром дюн и разноцветных скульптурных скал. Чтобы выжить в этих суровых условиях, человеку не обойтись без физиологической и поведенческой адаптации.

Температура тела

Прежде чем выяснять, как человеческому организму удается справиться с экстремальной жарой, следует пояснить, что такое температура тела и как она регулируется в нормальных условиях. Не во всех участках тела поддерживается одинаковая температура, поэтому так называемая «температура тела» – это на самом деле температура внутренняя, температура глубинных тканей грудной клетки и брюшной полости. Она обычно составляет около 37° С, отклоняясь в течение суток примерно на полградуса – выше всего вечером, ниже всего перед рассветом. У женщин на внутреннюю температуру дополнительно влияет менструальный цикл: перед овуляцией температура повышается и держится с 15-го по 25-й день 28-дневного цикла. Эти изменения позволяют женщине определить наиболее подходящие для зачатия дни, поэтому на их основе строится календарный (ритмический) метод контрацепции.

Как наглядно демонстрируют тепловизионные снимки, температура поверхности тела может сильно отличаться от внутренней. У обнаженного человека в холодной комнате температура кожи может понизиться до 20° С, и температура конечностей также будет ниже внутренней. И наоборот, после интенсивной физической нагрузки температура в потрудившихся мышцах возрастет до 41° С, хотя внутренняя температура повысится всего на один-два градуса. Участки с повышенным кровотоком тоже всегда горячие – именно поэтому у нас «горит лицо», когда мы краснеем.

Норма внутренней температуры лежит в пределах 36–38° С; ниже 35° С наступает гипотермия, выше 40° С – гипертермия, если пользоваться медицинской терминологией. При подъеме внутренней температуры выше 42° С наступает смерть от теплового удара. Поэтому, в отличие от переохлаждения, которое человек при определенных условиях может пережить (см. гл. 4), перегрев с увеличением внутренней температуры на каких-нибудь пять градусов является смертельным. Особенно чувствительна к повышениям температуры сперма, поэтому у млекопитающих тестикулы вынесены для охлаждения за пределы тела. Как ни сексуально выглядят обтягивающие брюки, они понижают мужскую фертильность, препятствуя отдаче тепла и уменьшая выработку спермы.

Чувствуя жар

Вопрос о том, как ощущает организм свою внутреннюю температуру, занимал ученых годами. Субъективно нам всем понятно, что чувство тепла или холода возникает благодаря нервным окончаниям в коже. Однако, если задуматься, мы поймем, что для выживания важна не температура поверхностных покровов, а температура мозга. Таким образом, организму логичнее ориентироваться на температуру мозга, а не кожи – подобно тому, как система отопления контролируется центральным термостатом, а не датчиками с наружных стен.

Аналогичный «термостат» в животном организме был обнаружен Э. Ааронзоном и Ю. Заксом в 1885 г. Он находится в гипоталамусе – отделе мозга, расположенном у основания черепа. И все равно долгое время после его обнаружения не утихали бурные споры о том, что важнее для температурного контроля – кожа или мозг. Окончательный ответ был получен благодаря одному ученому, который позволил вживить себе в мозг температурный датчик и проследить, чем определяется реакция его тела на холод – температурой кожи или мозга. Чтобы охладить кровь, поступающую в мозг, но при этом не дать ей добраться до кожи, испытуемый ел мороженое. Последовавшая в результате типичная реакция организма на холод поставила окончательную точку в спорах: главный регулятор температуры тела находится в мозге.

Однако мозгом чувствительность к температурному воздействию не ограничивается. Хлебнув слишком горячего кофе и от неожиданности опрокинув чашку на себя, вы наверняка подскочите от боли, убеждаясь заодно, что кожа, язык, ротовая полость и горло тоже снабжены тепловыми «датчиками». Они воспринимают не температуру окружающей среды, а, скорее, температуру кожи, в которой расположены. Именно поэтому воздух из электрической сушилки для рук кажется прохладным, пока руки еще влажные, но когда руки высыхают, становится обжигающе горячим.

Температурные рецепторы кожи делятся на две разновидности. Первые реагируют на температуру от 13 до 35° С, сигнализируя об уровне холода или тепла. Их называют холодовыми рецепторами, поскольку интенсивность сигналов, посылаемых ими к мозгу, возрастает с понижением температуры. Наибольшая их чувствительность наблюдается при 28° С – вероятно, именно при такой средней температуре развивался человеческий организм.

Вторая группа рецепторов реагирует на жару, подавая болевые сигналы. Изолировать эти рецепторы и определить последовательность их ДНК удалось лишь недавно, использовав их высокое химическое сходство с капсаицином, активным компонентом жгучего стручкового перца. Мирно спящий внутри огненно-красных стручков капсаицин пробуждается на языке, как вулкан, извергаясь жгучей лавой и разжигая во рту пожар, отлично знакомый любому, кто пробовал мексиканскую или индийскую кухню. Попытки залить его водой приводят лишь к большему распространению огня. Вслед за пожаром обычно наступает обильное потоотделение, словно приправа действительно повысила температуру тела.

История термометра

Термометр изобрел около 1610 г. Галилео Галилей, славу которому принесло другое устройство – телескоп. Галилей был профессором математики Падуанского университета и ради приработка к скудному жалованью изготавливал и продавал научные приборы. Его термометр представлял собой длинную полую стеклянную трубку, частично заполненную водой, запаянную с одного конца и погруженную другим концом в пробирку с водой (некоторые специалисты утверждают, что с вином). При повышении температуры воздух в трубке расширялся, заставляя воду опускаться. Чем выше температура, тем ниже уровень воды. При помощи шкалы с делениями, нанесенной на трубке, можно было проводить измерения. Основная трудность использования этого термометра состояла в том, что он реагировал и на изменения атмосферного давления, поэтому даже при постоянной температуре столбик часто колебался. Проблему решили запаиванием второго конца трубки.

Следующий важный шаг был сделан Даниелем Габриелем Фаренгейтом, немецким физиком и изготовителем научных приборов, работавшим в Амстердаме, который в 1724 г. догадался заменить воду (или алкоголь) в трубке термометра на ртуть. Преимущество ртути в том, что при повышении температуры она расширяется равномернее, не испаряется и лучше просматривается. Фаренгейт модифицировал температурную шкалу другого, менее известного физика Реомюра, взяв за основу три отправные точки: температуру замерзания воды (32° F), кипения воды (212° F) и температуру тела здорового мужчины (98,4° F). Шкала Фаренгейта до сих пор используется в Соединенных Штатах. Кроме того, Фаренгейт одним из первых установил, что точка кипения воды варьируется в зависимости от барометрического давления.

Кроме Фаренгейта и Реомюра термометр изобретали и другие, предлагая собственные шкалы. Бытовало мнение, что в разных частях света одни и те же отправные точки неприменимы. С неразберихой покончил в 1742 г. Андерс Цельсий, разбив шкалу на сто градусов. Он работал в старейшем шведском университете Упсалы, и в наши дни его термометр можно увидеть в университетском музее. Шкала на этом термометре нанесена им собственноручно. С помощью своего термометра Цельсий показал, что снег всегда тает при одной и той же температуре – как в суровых условиях лапландской тундры, так и в более мягком климате южной Швеции. Более того, взяв термометр Реомюра, он продемонстрировал, что в Швеции вода замерзает при той же температуре, что и в Париже, согласно измерениям Реомюра. Температуру таяния льда Цельсий обозначил ста градусами, а температуру кипения воды – нулем, однако после его смерти шкалу перевернули, и она приняла привычный нам вид.

Много лет спустя британский физик лорд Кельвин (1824–1907) изобрел температурную шкалу, которой сегодня пользуются ученые. Она начинается с абсолютного нуля, предельно холодной температуры. Абсолютный ноль обозначается как 0° K и соответствует –273° С.

Первым человеком, применившим научный подход к измерению температуры тела, был венецианец Санторио Санторио, опубликовавший в 1612 г. фундаментальный медицинский труд Ars de Statica Medicina. Он приспособил прибор Галилея, чтобы мерить температурные изменения, но не воздуха, а тела. Вот что говорится в его руководстве: «Пациент сжимает колбу или дышит над ней в капюшон, или захватывает колбу ртом, и мы видим по результатам, идет он на поправку либо нет». Санторио тоже пользовался шкалой, но она служила для сравнения температуры больного с его же показателями в здоровом состоянии, а не для сравнения с неким «нормальным» значением. Во времена Санторио еще не знали, что у всех здоровых людей температура примерно одинакова.

Капсаицин взаимодействует с тем же мембранным белком, который участвует в передаче ощущения жгучего жара, – именно поэтому острый перец воспринимается «жгучим». Кроме того, капсаициновые рецепторы активируются ресинифератоксином (который содержится в соке молочая смолоносного – Euphorbia resinifera). Именно из-за него растение жжется и вызывает раздражение кожи. Люди, регулярно потребляющие острую пищу, теряют чувствительность к капсаицину и могут с наслаждением поедать огненно-жгучее карри. Не исключено, что длительное воздействие капсаицина уменьшает число одноименных рецепторов. Другая гипотеза, более настораживающая, состоит в том, что чувствительные к боли нейроны разрушаются в буквальном смысле, поскольку высокая концентрация алкалоида вызывает гибель культивированных лабораторным путем нервных клеток. Как бы то ни было, способность капсаицина лишать чувствительности болевые нервные волокна позволяет применять его как анальгетик при артрите (он применяется наружно, в составе мази).

Содержание капсаицина варьируется в зависимости от сорта перца. В 1912 г. это натолкнуло Уилбура Сковилла на мысль о создании шкалы жгучести для стандартизации качества импортируемой в США продукции. Степень жгучести определялась тем, до какой степени можно развести водой вытяжку из перца, чтобы она перестала ощущаться на языке. По этой шкале сладкий перец не дотянул и до единицы, халапеньо удостоился 1000 единиц, жгучий хабанеро – 100 000, а чистый капсаицин – целых 10 млн.

Подобно тому как жгучий перец воздействует на тепловые рецепторы, некоторые химические вещества взаимодействуют с холодовыми рецепторами, вызывая ощущение прохлады. Одно из таких веществ – ментол, главный компонент мятного масла. Когда-то ментол считался лечебным средством, поэтому в 1930-х гг. в районе английского Митчема перечной мятой (Mentha pipertita) засеяли около 500 акров земли. Похожие плантации можно было видеть и во Франции, и в итальянском Пьемонте, и в других странах Европы. Японцы, тоже уверовавшие в целебную силу мяты, носили ментол на поясе в маленьких серебряных шкатулках. В наше время он используется по-прежнему – в сигаретах (для «холодка»), а также в жвачке и зубных пастах (для освежающего вкуса).

Сигналы от тепловых и холодовых датчиков кожи вызывают местную реакцию. Если погрузить кисть руки в холодную воду, кожа покраснеет, поскольку кровь устремится к поверхности для обогрева, хотя внутренняя температура тела при этом не изменится. При этом, что гораздо важнее, рецепторы посылают сигнал в мозг, где на основе информации, сопоставленной с данными центральных терморецепторов в гипоталамусе, будет отрегулирована общая теплопродукция и теплопотеря организма.

У некоторых животных, в отличие от человека, имеются специализированные теплочувствительные органы, способные различать инфракрасное излучение и действующие как природные тепловизионные камеры. Лучше всего такие органы изучены у змей. У ямкоголовых змей (например, у гремучих) по обеим сторонам головы имеется два теплочувствительных «глаза», называемые лицевыми ямками. Они представляют собой крошечное, размером с булавочную головку, отверстие, расширяющееся под кожей в полость диаметром в несколько миллиметров. Эти ямки определяют положение теплокровной добычи в пространстве и позволяют змее не промахиваться даже в темноте. Пока точно не известно, как именно действует этот орган (не в последнюю очередь потому, что ямкоголовые змеи крайне агрессивны и укус их смертелен). У боа-констрикторов, анаконд и питонов также имеются высокочувствительные тепловые сенсоры: сенсор боа-констриктора, например, способен почти мгновенно почувствовать такую мельчайшую частицу тепла, как одна десятимиллионная калории на квадратный сантиметр. Это примерно то же самое, что почувствовать тепло от 100-ваттной лампочки (или человека) на расстоянии 40 м. Специализированные инфракрасные сенсоры обнаружены и на брюхе жука-златки рода Melаnophila, откладывающего яйца на свежих лесных пожарищах. Взрослые жуки, привлеченные теплом, стаями устремляются к месту пожара. Чувствительность их настолько высока, что пожар они могут различить за 50 км.

Хождение по углям

Огонь – это и добрый друг, и смертельный враг. Ребенок быстро усваивает, что яркие пляшущие языки означают опасность. Страх перед «разверстой огненной пещью» во многих религиях использовался для внушения покорности верующему на этом и том свете. Испанская инквизиция придерживалась мнения, что сожжением на костре помогает нераскаявшемуся грешнику очиститься от грехов и тем самым спасти душу от вечных мук, которые тоже ассоциируются с адским огнем. Наше восхищение людьми, которые ходят босыми ногами по раскаленным углям, вызвано не только представлением о возможной боли, но и всеми этими культурными ассоциациями. Неудивительно, ведь хождение по углям изначально служило испытанием на невиновность или на искренность и духовную силу новообращенного.

Однако на самом деле в хождении по углям нет ничего сверхъестественного и особого «состояния сознания» оно не требует. Секрет – в низкой теплопроводности дерева и относительно коротком времени, в течение которого ступня касается горячих углей. Дерево очень плохо проводит тепло, древесный уголь – в четыре раза хуже. Это значит, что ступням передается лишь малая часть жара от раскаленного пепла, поэтому человек вполне может пройти до 52 м по углям температурой 800° С. Таким образом, секрет хождения по углям лежит, скорее, в области физики, а не физиологии.

От повышенного жара человека спасает защитная одежда. У военных имеются «бесстрашные» костюмы из нескольких слоев фетра. Изначально они создавались, чтобы защищать кочегаров от летящих искр, но потом были модифицированы, чтобы уберечь солдат от излучения и тепловой волны при взрывах. В «бесстрашных» рукавицах можно взять в руки даже раскаленный брусок металла. Огнеупорные синтетические материалы, например, номекс, используют гонщики и персонал буровых вышек, чтобы не погибнуть при внезапном возгорании. Из похожего материала делаются костюмы для каскадеров, участвующих в сценах с огнем. В таком костюме можно продержаться в открытом пламени несколько секунд.

Без защиты клетки разрушаются даже от умеренного жара. Если случайно коснуться горячего утюга, кожа на месте ожога побелеет, поскольку погибнут клетки. При таких легких поверхностных ожогах страдает только верхний слой эпителия. Если же контакт с источником высокой температуры не прекратится, происходит ожог более глубоких тканей. При этом разрушение может продолжаться даже после прекращения контакта с объектом, вызвавшим ожог, поскольку в тканях успевает накопиться жар. Именно поэтому поверхностные ожоги лечат погружением в холодную воду или прикладыванием льда.

Несмотря на то что при нагревании выше 50° С на протяжении нескольких минут клетки млекопитающих гибнут, непродолжительное время человек способен выдерживать и более высокую температуру, при условии что воздух будет крайне сухим, – как наглядно продемонстрировал мистер Благден. Многие испытали это на собственном опыте – температура в сауне обычно достигает 90° С. Экспериментально доказано, что сухой воздух температурой до 127° С можно выдержать до 20 минут. Кроме того, имеются сообщения о том, что в течение более короткого времени люди выдерживали и более высокие температуры. Происходит это за счет потоотделения, когда поверхность кожи охлаждается до температуры значительно ниже температуры окружающего воздуха, поэтому горячий воздух может опалить брови и волосы, но кожа останется нетронутой. Чрезвычайно опасны крайне высокие температуры – как, например, при внезапных возгораниях, поскольку раскаленный воздух выжигает тонкую оболочку легких и сметает систему охлаждения организма, приводя к серьезным ожогам. К счастью, температура воздуха на Земле редко превышает 50° С и жар, опаляющий кожу, встречается только при пожарах.

Огненные создания

Феникс – сказочная птица, получившая это имя за свое пурпурно-красное оперение[4] и жившая, согласно преданиям, дольше 500 лет. Чувствуя приближение смерти, феникс сооружал погребальный костер, благоухающий ладаном и смирной, и, обратясь к солнцу, вспыхивал ярким пламенем. Через девять дней из пепла возрождался новый феникс. В древности возрождение феникса служило сильнейшим доказательством для идеи о Возрождении Христовом. Дескать, если простой птице удается воскреснуть из мертвых, то почему не мог этого сделать Сын Божий.

Происхождение мифа о фениксе куда более таинственно. Т. Уайт предполагает, что основой для него могло послужить церемониальное сожжение рыжей цапли, совершавшееся египетскими жрецами в Гелиополисе, поскольку священный символ солнца, умиравшего ночью и возрождавшегося наутро, напоминал именно цаплю. Есть и другая версия – миф возник благодаря некоторым представителям семейства врановых, которые имеют обыкновение, подсев на край небольшого костерка, совать концы крыльев в самую холодную часть пламени. Предположительно, таким образом они избавляются от паразитов, не получая ожогов сами, поскольку кожа защищена длинными перьями.

Как ни великолепен миф о фениксе, это всего лишь миф. Зато огненная саламандра – вполне реальное создание, с блестящей влажной шкуркой, покрытой ярко-желтыми и черными пятнами. В древности эта чудесная амфибия вызывала у людей смесь ужаса и благоговения, поскольку считалась крайне ядовитой и способной вдобавок гасить огонь. Поскольку при дневном свете ее видели только после сильной грозы, она ассоциировалась с сыростью и влагой, а если учесть, что нередко она появлялась из сырых поленьев, укладываемых в костер, станет ясно, почему древние приписывали саламандре способность к пожаротушению. Вот что говорится о ней в «Книге чудовищ» – латинском бестиарии XII в: «Саламандра прозывается так, поскольку имеет власть над огнем. ‹…› Это создание единственное способно гасить пламя. Она живет в самом сердце огня, оставаясь невредимой, – не только потому, что огонь не смеет ее тронуть, но и потому, что она гасит его сама».

К такому же выводу пришел и Аристотель. Плиний предпочитал полагаться на эксперименты, поэтому проверил древнюю гипотезу, посадив саламандру в огонь. Разумеется, несчастное животное тут же сгорело дотла, однако, вопреки виденному собственными глазами, Плиний продолжил распространять миф о том, что огненная саламандра умеет тушить пламя.

В примечании к своему замечательному переводу «Книги чудовищ» Т. Уайт указывает, что у «императора Индии», у Папы Александра III и у пресвитера Иоанна имелись одеяния из шкурок саламандры. Очевидно, вслед за Кекстоном они считали, будто «саламандра дает шерсть, из которой можно ткать одежду и опояски, неподвластные огню». Когда был открыт асбест, его тоже сперва считали «шерстью саламандры».

Жук-бомбардир отличается не только своей «огнеупорностью», но и умением использовать огонь в защитных целях. При испуге он выпускает в ошеломленного обидчика едкую струю раскаленного пара, в составе которого содержится перекись водорода. Ядовитую смесь производит пара желез в брюшной полости жука, причем каждая из желез поделена на две камеры. Одна из камер заполнена водным раствором перекиси водорода и гидрохинона, в другой содержится смесь ферментов. При тревоге жук впрыскивает ферменты из одной камеры в другую, где они катализируют экзотермическую реакцию между перекисью водорода и гидрохиноном, и выделяющаяся в результате теплота нагревает раствор до кипения. Поворачивая кончик брюшка, жук способен выстреливать этой смесью с артиллерийской точностью. Яркая черно-оранжевая расцветка и громкий звук, сопровождающий каждый «выстрел», напоминают врагам, что от жука лучше держаться подальше.

Если в течение короткого промежутка времени человек способен выдерживать температуру сухого воздуха, превышающую температуру кипятка, это не значит, что подобная выносливость бесконечна. Со временем температура тела неизменно повышается. Клетки мозга крайне чувствительны к жару, их предел – 42° С, поэтому повышение температуры тела всего на несколько градусов оказывает огромное влияние на работу мозга. Таким образом, в общем и целом наша способность справляться с жаром опирается на систему терморегуляции, которая поддерживает температуру тела не выше 42° С.

Горячие новости

Теплота – побочный продукт жизни, и это наглядно демонстрирует стремительное остывание тела после смерти. Как писал в 1666 г. философ Джон Локк, «никому не становится теплее, когда останавливается дыхание». КПД биохимических реакций, дающих энергию нашим клеткам, не является стопроцентным, поэтому, как в двигателе автомобиля, при осуществлении этих реакций попутно вырабатывается тепло. В состоянии покоя в теплом климате производимого организмом тепла достаточно для поддержания необходимой температуры тела, но в холодном климате отдача тепла в окружающую среду бывает настолько значительной, что требуется дополнительный обогрев. И, напротив, при физической нагрузке тепла может вырабатываться в пять раз больше, поэтому необходима налаженная теплоотдача. Кроме того, в мире есть немало мест, где температура окружающей среды выше температуры тела, поэтому нагревание от внешних источников необходимо всеми силами уменьшать.

Когда люди еще не обладали прибором для измерения температуры тела, считалось, что в разных частях света она разная – у жителей тропиков выше, чему у обитателей холодного севера. В 1578 г. Иоганн Хаслер даже составил сравнительную таблицу гипотетических высоких и низких температур тела для разных широт. В средневековой Европе практическая медицина опиралась на классическую теорию Галена, считавшего, что тело содержит четыре типа жидкостей (от латинского humor, что значит «жидкость»): кровь, флегму, черную желчь и желтую желчь. Температура каждого человека (она же темперамент, тогда эти понятия не различали) определялась индивидуальным сочетанием этих жидкостей. Преобладание крови давало сангвинический темперамент, флегмы – флегматичный, черной желчи – меланхолический и желтой – холерический. У здорового человека все жидкости должны были находиться в равновесии. Поскольку для каждого это равновесие индивидуально, температурной нормы для человеческого тела не существует, поэтому то, что для одного человека жар, для другого – обычная температура. «Очевидно, – отмечал в 1612 г. сэр Уолтер Рэли, – что температура тела у разных людей ощутимо разнится». Похожее наблюдение сделал и сэр Фрэнсис Бэкон: «Существуют люди с самой различной температурой тела». Наследие тех древних представлений сохранилось в языке до сих пор – мы называем людей хладнокровными и «горячими», пользуемся классификацией темпераментов.

Однако на самом деле человек, как и другие млекопитающие, относится к гомеотермным, или теплокровным, и способен поддерживать одинаковую температуру тела независимо от условий окружающей среды. Это значит, что необходимо поддерживать баланс между теплопродукцией и теплоотдачей. Таким образом, жаркая среда требует уменьшения теплопродукции и увеличения теплоотдачи. Такой способ поведения, как накапливание тепла в теле с целью последующего использования путем повышения внутренней температуры, для человека неприемлем, однако им, как мы увидим ниже, успешно пользуются некоторые животные.

Охлаждение

Все живые существа, включая человека, стараются уменьшить воздействие жары, ведя себя определенным образом, в частности снижая активность и укрываясь в тени. Уменьшается потребление пищи, поскольку при метаболизме вырабатывается тепло, повышается тяга к водянистым продуктам. Мороженое, фрукты, огурцы, высокие запотевшие бокалы с лимонадом – вот самая популярная летняя еда. Поскольку мышечная активность тоже способствует выработке тепла, работать стараются утром и вечером, в относительной прохладе. Многие устраивают длинную полуденную сиесту – кроме, конечно, «бешеных псов и англичан», которых высмеивают за любовь к полуденному солнцу. Однако в песне Ноэля Кауарда[5] есть доля истины. Жители Британской Индии, например, искренне полагали, что только физическая нагрузка спасет их от тропических болезней, поэтому все, и женщины, и мужчины, днем старались позаниматься каким-нибудь спортом. Современную тягу к фитнесу они бы, вне всякого сомнения, одобрили. Однако прыжки под палящим солнцем с теннисной ракеткой или бодрый галоп на игре в поло чаще грозили солнечным ударом, а не оздоровлением.

К жаркому климату человек, помимо прочего, приспосабливает также манеру одеваться, конструкцию жилища и время пребывания на солнце. В пустыне аборигены, в отличие от туристов, часто закутываются с ног до головы в несколько слоев свободно драпирующейся одежды. Верблюды и другие пустынные обитатели щеголяют в толстой шкуре, особенно на спине. На первый взгляд это может показаться странным, но объясняется все довольно просто. Мех и одежда отлично защищают от жары, создавая изоляционный слой, не дающий жару подобраться к коже, когда температура окружающей среды превышает температуру тела. Стриженый верблюд пьет гораздо больше воды, поскольку гораздо быстрее перегревается. Сбросив одежду, вы, вместо того чтобы почувствовать желанное облегчение, еще больше нагреетесь. Поэтому правильнее всего в жарком климате носить свободную одежду – она овевает вспотевшую кожу прохладой, в то же время защищая от палящих солнечных лучей.

В животном мире существует множество интересных способов противостоять воздействию жары. Намибийская жаба, одно из немногих пустынных земноводных, пережидает дневной зной под примерно десятисантиметровым слоем песка, где температура гораздо ниже, чем на поверхности, а наружу вылезает только ночью. Медоносные пчелы придерживаются другой стратегии, поддерживая постоянную температуру в 35° С для своих растущих личинок с помощью испарительного охлаждения. Если внутри улья становится слишком жарко, они распределяют по поверхности сот капли влаги, а затем гонят крылышками воздух, обеспечивая проветривание, при котором влажный воздух улья замещается более сухим и прохладным. Другие животные переживают периоды сильной жары, впадая в так называемую эстивацию – летнюю спячку с резким замедлением обменных процессов в организме. Укрывшись в тени или в прохладной норе, они просто дожидаются, когда спадет жара.

До того, как получили широкое распространение кондиционеры, человек спасался от зноя в подземных убежищах. Моголы скрывались в прохладных «тихана» (погребах); подземная часть жилищ берберов в городке Матмата, в Сахаре, уходит на десятиметровую глубину; жители австралийского пустынного города Кубер-Педи, знаменитого своими опаловыми копями, тоже когда-то забирались под землю (некоторые живут так до сих пор). Даже в менее знойном климате местная архитектура обычно отражает потребность спрятаться от жары. Крыши домов в пакистанском Хайдарабаде когда-то украшали ветроуловители, направляющие поток прохладного воздуха во внутренние помещения. Стены традиционных японских домов представляют собой раздвижные перегородки, которые, сдвигаясь, открывают дом охлаждающим ветрам. В Дорсетшире, где я выросла, деревенские дома строились из смеси глины с соломой, и толщина стен достигала местами 60 см. В жаркие летние дни за этими стенами царила приятная прохлада.

До седьмого пота

Если уровень поглощения тепла из окружающей среды можно снизить своими действиями и поведением, то от тепла, вырабатываемого самим организмом, тоже нужно избавляться. У человека основную роль в терморегуляции выполняет кожа. Тепло, вырабатываемое мышцами и внутренними органами, переносится с помощью крови к кожным покровам, где отдача тепла в окружающую среду регулируется путем варьирования объема крови, протекающего через сеть тонких кровеносных сосудов, подходящих близко к наружному слою. При повышении температуры тела эти сосуды расширяются и кровь поступает ближе к поверхности, увеличивая теплоотдачу. Именно поэтому от жары мы краснеем. И наоборот, когда температура тела падает, поверхностные сосуды сужаются и кровь перераспределяется в более глубокие слои, чтобы сберечь тепло. На самом деле это просто усложненная версия системы охлаждения автомобильного двигателя, в котором вместо сердца водяной насос, вместо крови – охлаждающая жидкость, а функцию кожи выполняет радиатор.

Теплоотдача через кожу осуществляется в ходе четырех процессов – излучения, теплопроводности, конвекции и потоотделения. В покое при неподвижном воздухе 60 % теплоотдачи приходится на излучение, а на конвекцию и теплопроводность остается лишь по 20 % (больше, чем при ветре). Пока температура кожи не поднимается выше внутренней, излучения, конвекции и теплопроводности для охлаждения достаточно. Они позволяют поддерживать стабильную внутреннюю температуру при температуре неподвижного воздуха ниже 32° С.

Физика теплообмена

Тепло – это энергия движения молекул. Температура газа определяется средней скоростью составляющих его молекул: чем быстрее они движутся, тем горячее газ, чем медленнее – тем холоднее. В твердых телах молекулы связаны друг с другом, и ученые часто представляют их как совокупность соединенных между собой пружин: чем выше температура, тем выше амплитуда колебания пружины, чем ниже – тем меньше. При абсолютном нуле (–273° С) колебаний почти нет. Вы, возможно, удивитесь, почему «почти», ведь, по идее, при абсолютном нуле колебаний не должно быть вообще. Причина объясняется причудами квантовой физики, согласно которой невозможно точно измерить положение и скорость частицы в данный момент времени (знаменитый принцип неопределенности Гейзенберга). Чем точнее вы пытаетесь определить, где в данный момент находится частица, тем неопределеннее для вас становится ее скорость (импульс) – и наоборот. Таким образом, согласно принципу Гейзенберга, незначительная вибрация молекул в твердом теле сохраняется всегда, даже при абсолютном нуле.

Тепло передается от одного объекта к другому путем теплопроводности, конвекции и излучения. Теплопроводность – это процесс, при котором тепло передается между двумя объектами, находящимися в непосредственном контакте (например, кожа и воздух). Если они обладают разными температурами, тепло будет передаваться от более теплого участка к более холодному. Проще говоря, молекулы более горячего объекта сталкиваются с молекулами более холодного, повышая их скорость и в то же время замедляя свою. Теплопроводностью называется также способность материала проводить тепло. Так, у дерева теплопроводность ниже, чем у меди, поэтому к медным кастрюлям приделывают деревянные ручки. Антиподом теплопроводности выступает изо– ляция – противостояние передаче тепла. У воздуха и перьев низкая теплопроводность (и высокая степень изоляции) – именно поэтому простеганные (чтобы задержать воздух) пуховые одеяла так хорошо греют.

Передача тепла в текучей среде (в воде и в воздухе) повышается в результате конвекции. Вот наглядный пример: представьте, что вы резко погрузились в ванну с холодной водой. Вода, соприкасающаяся с вашей кожей, будет постепенно нагреваться. Если затем нагревшуюся воду вновь заменит холодная, процесс повторится – произойдет нагревание новых слоев воды (и дальнейшее охлаждение тела). Процесс, при котором вода, соприкасающаяся с кожей, постоянно обновляется, и будет конвекцией. Обусловлен он тем, что теплые слои воды поднимаются вверх (поскольку они легче холодных). Температурная разница между слоями воды в ванне означает, что циркуляция будет идти непрерывно – теплые слои будут подниматься, а холодные опускаться, обеспечивая непрерывное обновление воды, соприкасающейся с кожей, и облегчая теплопередачу.

В отличие от теплопроводности и конвекции, объясняющихся довольно просто, излучение ставило ученых в тупик не одно столетие. Любое тело испускает электромагнитное излучение, и чем тело горячее, тем излучение выше. Излучение охватывает весь электромагнетический спектр, однако пик его зависит от поверхностной температуры тела, и когда тело нагревается, излучение смещается в сторону коротковолнового.

От длины волны зависит, будем ли мы воспринимать излучение как цветовое или как тепловое. Длинноволновое излучение для нас невидимо, мы ощущаем его только как тепло: так, например, мы чувствуем жар от огня, который давно потух. Это так называемое инфракрасное излучение. При повышении температуры объекта длина волны наиболее обширного пучка излучения переходит в видимый спектр, и объект начинает светиться. Коричневый, бурый цвет сменяется по мере увеличения температуры и уменьшения длины волны красным, оранжевым, желтым и, наконец, белым (отсюда выражения «до белого каления», «раскаленный добела»). Логично было бы предположить, что цветовая гамма будет соответствовать цветам спектра, поэтому после желтого должен идти зеленый и синий. Однако, раскалив в огне обычную железную кочергу, мы легко убеждаемся в обратном. Происходит это потому (как уже отмечалось выше), что кочерга испускает излучение, охватывающее сразу весь электромагнитный спектр, и только длина волны, при которой происходит пиковое излучение, изменяется вместе с температурой. Более того, общий объем излучения значительно повышается с подъемом температуры, поэтому объем испускаемого длинноволнового излучения тоже возрастает. Таким образом, свечение раскаленной кочерги – это комбинация различных электромагнитных волн, поэтому, как солнечный свет, оно кажется белым, и раскаленная добела кочерга будет гораздо горячее, чем тускло-красная или догорающие угли.

Температура на поверхности Солнца составляет около 5500° С. Солнце испускает видимое излучение пиковой длиной волны около 0,5 мкм – именно поэтому оно такое ослепительно яркое. Оно испускает и более длинные волны, дающие тепло, благодаря которому на Земле существует жизнь. Человеческое тело при температуре около 37° С излучает на пиковой длине волны в 10 мкм, которой очень далеко до видимого спектра. Однако в достаточно замкнутом пространстве мы вполне можем ощущать тепло другого человеческого тела – например, в постели. Нелишним будет отметить, что температура Солнца превышает температуру человека примерно в 20 раз по шкале Кельвина (5800° K в сравнении с 300° K) и что пиковая длина волны испускаемого излучения у Солнца тоже примерно в 20 раз короче, чем у человека. Из этого следует, что пиковая длина волны попросту пропорциональна температуре.

Как и свет, тепло представляет собой одновременно и волну, и поток частиц (фотонов). Чтобы понять, как происходит лучистый теплообмен – и как тепловое излучение проходит через космический вакуум от Солнца к Земле, – можно представить тепло в виде фотонов, поглощаемых или испускаемых атомами нашего тела. Атом – это Солнечная система в миниатюре. В центре его расположено ядро, вокруг которого движутся один или более электронов. Электроны расположены через дискретные промежутки от ядра – как планеты на орбитах. И вот здесь аналогия заканчивается, поскольку орбиталь, на которой оказывается электрон, зависит от его энергии, поэтому электрон может, поглощая или отдавая энергию, перескакивать с одной орбитали на другую. Эту энергию можно представить в виде фотонов или световых частиц. Поглощая фотон, электрон перемещается на внешнюю орбиталь, а переход ближе к ядру сопровождается потерей фотона.

У молекул поглощение и отдача лучистой энергии происходит не так, как у атомов, а за счет уменьшения или увеличения объема колебаний. Фотоны путешествуют сквозь вакуум со скоростью света – 300 000 км в секунду. Фотоны, излучаемые Солнцем, поглощаются молекулами нашей кожи, увеличивая их вибрацию и согревая нас. И, наоборот, с излучением фотонов, когда вибрация молекул уменьшается, тепло уходит. Пока вы читаете эти строки, ваше тело излучает фотоны в окружающую среду. Мы все ведем постоянный молчаливый «диалог», обмениваясь фотонами с другими людьми и предметами окружающей обстановки.

Однако на Земле имеется множество мест, где преобладающая температура гораздо выше температуры человеческого тела, поэтому излучение и теплопроводность только усилят перегрев. Во время первой войны в Заливе многие корабли пришли в Персидский залив по Ормузскому проливу. Стоял палящий зной в 47° С и высокая влажность. Жара под безоблачным небом и слепящим солнцем, отражающимся от воды, была невыносимой. Орудийный расчет, облаченный в огнезащитные капюшоны, перчатки и в бойцовские комбинезоны, выдерживал на верхней палубе только 10 минут. Гражданские, впрочем, страдают не меньше. Каждый год тысячи паломников устремляются в Мекку, где средняя температура составляет около 40° С. И многие не выдерживают такой жары.

Когда температура воздуха превышает температуру тела, единственным способом отдать тепло остается потоотделение. Принцип здесь тот же, что у глиняных сосудов для охлаждения вина, – превращение жидкости в пар требует большого количества тепла. При температуре тела на испарение одного миллилитра воды уходит около 2400 кал – примерно столько же требуется, чтобы нагреть такое же количество воды от точки замерзания до точки кипения{18}. Большая часть этого тепла выделяется самим телом, и поэтому потоотделение охлаждает кожу. Соответственно, охлаждается кровь, протекающая через кожные покровы, и, перемещаясь в процессе кровообращения к более теплым внутренним органам, помогает снизить температуру тела.

В нашем организме имеется около трех миллионов потовых желез, около половины которых расположены на груди и спине. Кроме того, значительное количество имеется на лбу и на ладонях. Отдельные поры довольно легко разглядеть, намазав кожу маслом для загара и посидев несколько минут под солнцем. Когда кожа нагреется, появятся крошечные капельки влаги, отмечающие устья потовых желез. Масляная пленка уменьшает испарение влаги, поэтому капельки становится легче разглядеть (а с помощью лупы еще проще).

Потоотделением управляет гормон адреналин, выбрасывающийся в кровь, когда повышается температура тела. Выброс адреналина происходит и во время стресса – именно поэтому у нас потеют от страха ладони и лоб. Старинная поговорка гласит: «Лошадь может взмокнуть, мужчина – вспотеть, а дама лишь нежно зардеться». В этом викторианском правиле есть, как ни странно, доля истины, поскольку женщины потеют вполовину меньше мужчин при одной и той же температуре. Кроме того, различия в потоотделении определяются и расовой принадлежностью: например, уроженцы Новой Гвинеи потеют меньше, чем нигерийцы или шведы.

Потоотделение может увеличить отдачу тепла почти в 20 раз, но при этом происходит значительная потеря жидкости – около 3 л в час. Однако такое интенсивное потоотделение не может длиться долго, поэтому человек, работающий весь день на жаре, теряет за это время около 10–12 л воды. В сухом воздухе пустыни пот может испаряться настолько быстро, что кожа кажется сухой, однако, если ненадолго накрыть предплечье ладонью, она быстро станет влажной. Даже если вы не ощущаете жары, испарительное охлаждение все равно будет происходить – со скоростью около 0,8 л воды в день.

Испарительное охлаждение крайне важно для спортсменов. Велосипедисты на изматывающей «Тур де Франс» могут непрерывно катить на подъем по 12 часов подряд. Однако в лабораторных условиях они, к своему удивлению и разочарованию, оказываются неспособны выдержать ту же нагрузку даже в течение часа. На дороге встречный ветер, создаваемый стремительным движением вперед, быстро сгоняет слой воздуха, соприкасающийся с кожей, значительно усиливая испарительное охлаждение, а на тренажере подобной конвекции не происходит, поэтому теплоотдача получается значительно меньше и велосипедист быстро выматывается. Однако если направить на спортсмена искусственный поток воздуха – например, от вентилятора, он сможет продержаться дольше. Внезапный спад испарительного охлаждения нередко ведет к несчастным случаям, когда велосипедист или бегун получает тепловой удар, перестав бежать или крутить педали. Не исключено, что резкое исчезновение воздушного потока, омывающего тело, настолько уменьшает отдачу тепла, что температура тела сразу же подскакивает. Возможно, именно отсюда одна из главных заповедей коневодов – лошадь после интенсивной нагрузки нужно поводить, ни в коем случае не давая стоять неподвижно.

В жаркий день, ополоснувшись в водоеме или под душем, мы выходим покрытые мелкими каплями воды, и они помогают нам охладиться, увеличивая испарительное охлаждение. К такому же способу прибегают и слоны, поливая себя и других водой. Однако некоторые представители австралийской фауны выработали более трудоемкий способ. Вместо потоотделения они тщательно вылизываются, предоставляя охлаждение тела испаряющейся слюне. Как несложно догадаться, способ этот не особенно эффективен, поэтому используется скорее от безысходности. Совсем другой подход применяет американский клювач, ежеминутно мочась себе на ноги и тем самым повышая испарительное охлаждение. Из менее экзотических животных можно вспомнить собак, которые вываливают из пасти мокрые языки для усиления теплоотдачи и учащенно дышат, чтобы охладить носовую полость и повысить испарительное охлаждение верхних дыхательных путей.

Люди могут вполне комфортно переносить температуру, превышающую температуру тела, при условии достаточной сухости воздуха. Если влажность окажется выше 75 %, пот будет струиться по коже, не испаряясь. В таких условиях испарение приводит только к обезвоживанию и охлаждающий эффект теряется. Именно поэтому нам так тяжело выносить влажную жару. Вот как описывал климат Вест-Индии и Ямайки губернатор Эллис: «Трудно назвать жизнью состояние, когда можешь лишь дышать и таскать обессилевшее тело, однако именно в таком состоянии мы пребываем обычно с середины июня до середины сентября». Австралийский поэт Лес Маррей выразился более красноречиво:

Большинству людей сложно переносить температуру в 50° С при повышенной влажности, однако в сухой 90-градусной жаре человеку вполне комфортно (если, конечно, он находится там не слишком долго). Температура в бане всегда ниже, чем в сауне, хотя обе воспринимаются одинаково горячими. Отсюда следует, что потоотделение никак не влияет на теплоотдачу, если тело погружено в воду.

И это означает, что слишком долгое пребывание в глубокой ванне, где вода значительно горячее вашего тела, может быть смертельно опасно. В самых горячих японских онсенах, которые прогреваются до 46° С, даже самые стойкие не выдерживают больше трех минут. Для большинства людей предел – 43° С.

Впервые попадая в тропики, человек обычно сильно слабеет, однако некоторая акклиматизация все же происходит. Когда во время войны в Заливе солдат переправляли в Саудовскую Аравию из Северной Европы по воздуху, первые несколько дней они ходили вялые и раскисшие. Физическая нагрузка только истощала силы, что крайне нежелательно для армии. Однако где-то через неделю солдаты акклиматизировались, привыкая к жаре, и жизненные силы к ним возвращались. Акклиматизация происходит в первую очередь за счет значительного роста объемов потоотделения с одновременным обессоливанием выделяемого пота.

Держи голову в холоде

Антилопам приходится нелегко. Они живут в засушливых африканских саваннах, где почти нет тени, а единственный способ спастись от хищника – бежать быстрее, чем он. Однако при беге в огромных количествах вырабатывается тепло – иногда в 40 раз больше, чем в состоянии покоя. Следовательно, бегущая антилопа рискует получить тепловой удар.

Мозг млекопитающих, как уже отмечалось, особенно чувствителен к жару, и, когда внутренняя температура превышает допустимый предел, погибает первым. Таким образом, один из способов борьбы с чрезмерной жарой – не допускать перегрева мозга, позволяя перегреваться остальным участкам тела. Именно этим способом пользуются сернобыки и газели, выдерживающие температуру тела до 45° С. У этих животных имеется особый сосудистый теплообменник, известный как rete mirabile (дословно – «чудесная сеть»), с помощью которого охлаждается кровь, поступающая в мозг. Не доходя до мозга, сонная артерия разветвляется на сеть из сотен более мелких сосудов. Они смешиваются с такой же сетью мельчайших вен, несущих прохладную кровь обратно к сердцу от носоглотки. Теплые артерии отдают жар в прохладные вены, и температура крови, поступающей в мозг, уменьшается, поэтому, даже если температура тела антилопы поднимется на целых четыре градуса или более, температура мозга изменится едва ли на градус. Так несущаяся галопом газель сохраняет «холодную голову», распределяя излишек жара по остальному организму, пока не закончится бешеная гонка. Избыток жара уходит из тела ночью с использованием теплопроводности и конвекции, а значит, подобный способ позволяет к тому же удержать влагу, поскольку уменьшает потребность в потоотделении.

Размеры и формы

Размер тела имеет большое значение для терморегуляции. Подобно тому как большая глыба льда тает медленнее, чем расколотая на куски, поскольку отношение площади поверхности к объему получается меньше, так и крупное животное теряет тепло медленнее, чем мелкое. У крошечных созданий, например, землероек или колибри, теплоотдача происходит так стремительно, что ночью им не удается поддерживать стабильную температуру тела. Крупным животным, наоборот, при большой физической нагрузке в жарком климате грозит перегрев, поэтому погоня в африканской саванне – это всегда короткий спринтерский рывок.

Этнологи и археологи давно подметили, что пропорции человеческого тела связаны с температурой среды, в которой развивался тот или иной народ. Наше тело сформировано естественным отбором, поэтому народы, приспособленные к холодному климату, – например, инуиты Арктики, – коренастые и невысокие, с короткими конечностями и пальцами. Такое строение помогает сберечь тепло, обеспечивая низкое значение отношения площади поверхности к объему. Представители народов, развивавшихся в сухом и жарком климате, например, в саваннах Экваториальной Африки, обычно высокие и худощавые, с длинными конечностями. Такое строение наблюдается не только у современных масаи и самбуру, но и у больших человекообразных обезьян, проживавших в древности в этих же районах Восточной Африки. Согласно красочному описанию Алана Уокера и Пат Шипман, у «турканского мальчика» (самый полный из обнаруженных на сегодняшний день скелет Homo erectus) конечности еще длиннее, чем у живущих ныне африканцев. Высокий рост облегчает теплоотдачу, обеспечивая пропорциональное увеличение площади поверхности для потоотделения, а теплопроводность из глубинных тканей повышается благодаря сокращению количества подкожного жира. Таким образом, для жаркого климата предпочтительнее быть высоким и поджарым, особенно если вы охотник и за добычей вам приходится гнаться. У животных в ходе эволюции тоже выработались свои способы увеличить площадь поверхности для усиления теплоотдачи. По большей части именно этой цели служат огромные уши слона и длинные голые ноги птиц.

Поскольку в пустыне нередки периоды бескормицы, и люди, и животные приспособились, отъедаясь в урожайные времена, запасать жир «на черный день». Однако жир – хороший изолятор и, откладываясь под кожей ровным слоем, может сильно затруднить теплоотдачу. Поэтому обитатели пустыни сосредоточивают запасы жира в одном месте. Этой цели служит, например, верблюжий горб (вопреки распространенному заблуждению, это вовсе не бурдюк с водой). У южноафриканских готтентотов жир откладывается в основном в ягодицах (такое явление называется «стеатопигия»), а конечности остаются длинными и худыми для облегчения теплоотдачи. Стеатопигия встречается в избытке и у тучных европейцев, и североамериканцев, но в их случае (сытого населения нежаркой страны) адаптационной функции не несет.

Тепловой удар

В Соединенных Штатах каждый год от теплового удара гибнут около 250 человек, а в особенно неблагоприятные годы число смертей может превысить и 1500. В июле 1998 г. температура на Среднем Западе подскочила до 38° С и не спадала даже по ночам 24 дня подряд. Жара унесла 150 жизней. На следующий год во время такой же изнурительной, но чуть менее продолжительной жары, за одну ночь только в Чикаго умерли 50 человек. В таких экстремальных условиях человек может лечь в постель вполне бодрым, а проснуться серьезно больным либо не проснуться вовсе. Закрывая окна на ночь из страха перед грабителями, мы тем самым увеличиваем риск теплового удара. Самую серьезную группу риска составляют старики, поскольку они меньше потеют, поэтому в 1998 г. пожилым и малоимущим советовали искать днем спасения в кондиционированной прохладе торговых центров. Детей старались не выпускать на улицу, а уличных рабочих перевели на ночные смены.

В начале XX в. тепловой удар считался сродни солнечному. Бытовало мнение, что солнце испускает вредные «фотохимические» лучи, проникающие сквозь череп в мозг и вызывающие солнечный удар. Это убеждение породило моду на шлемы и спинные накладки для защиты от проникновения солнечных лучей. Некоторые даже ратовали за то, чтобы приделывать к шляпам от солнца тонкие металлические пластинки. Элспет Хаксли в своей «Крапчатой ящерице» (The Mottled Lizard) – воспоминаниях о жизни в Кении после Первой мировой войны, пишет, что путешественники надевали «спинные накладки из простеганной ткани со вставками красной материи, которые пристегивались пуговицами к рубахе. Солнце по-прежнему считалось сродни опасному дикому зверю, который уложит вас одним ударом, если не остерегаться его ежеминутно с девяти утра до четырех дня».

Еще более диковинную картину представляет описание приезда кузена Хилари. Кузен скрывался под многочисленными слоями защитной одежды, включавшей «огромный тропический шлем с прикрепленным к нему длинным фиолетовым шарфом, струящимся по спине. Под шарфом виднелась обширная спинная накладка из шкуры конгони, подбитая красной фланелью. Лицо скрывали большие черные очки, а над всем этим возвышался огромный полосатый зонт от солнца. Сжимая зонт, он перебежал на тенистую веранду и там принялся осторожно разоблачаться. «Гофрированная жесть с соломой, – изрек он. – Вот шаг в правильном направлении, однако между жестью и соломой необходим двойной слой битумизированного фетра. Ну вот, кажется, можно надеть шлем полегче».

Кузен заботился не только о себе. Вот как он наставляет свою кузину, мать Элспет: «Разве можно выходить на веранду без шляпы? А эта блузка – очаровательная, очень тебе идет, но ведь она совсем не защищает от фотохимических лучей! Нельзя быть такой легкомысленной, Тилли, ты же знаешь, солнце поражает спинномозговую жидкость и разрушает ганглии. Разве ты хочешь лишиться рассудка?»

Кузен Хилари был не одинок в своем страхе перед коварными фотохимическими лучами. Британским войскам в Индии предписывалось носить пробковые шлемы в течение дня, не снимая, и неисполнение наказывалось весьма сурово – две недели казарменного ареста.

Только в 1917 г. стало понятно, что тепловой удар – это нарушение терморегуляции, а вовсе не результат прямого воздействия тропического солнца. Однако распространенная к тому времени боязнь фотохимических лучей изгладилась не сразу – даже спустя десять лет, в 1927 г., к ним по-прежнему относились с опаской. Сегодня солнечный удар считают разновидностью теплового.

Распространенной причиной теплового удара в жарком климате является физическая нагрузка. В число опасных факторов входят также слабая физическая подготовка, недостаточное потребление жидкости при длительной нагрузке и резкий финишный рывок. В группу риска попадают, таким образом, бегуны-любители на марафонских дистанциях, поэтому перед организаторами соревнований нередко встает вопрос, не отменить ли гонку ввиду чересчур хорошей погоды. Однако профессиональные спортсмены тоже не избавлены от опасности. В июне 1999 г. свалился от обезвоживания и теплового удара теннисист Джим Курье, выиграв второй по продолжительности матч за всю историю Уимблдона, длившийся 4 ч 27 мин. Из сотен зрителей, пришедших посмотреть состязания, никто не пострадал, поскольку английское лето редко бывает жарким и день не был особенно теплым. Спортсмену стало плохо исключительно из-за повышения температуры тела, вызванного напряженной борьбой за победу.

Курье для восстановления понадобились только капельницы и отдых. Кинозвезде Мартину Лоренсу повезло меньше – он три дня пролежал в реанимации в коме, вызванной тепловым ударом. Пытаясь сбросить вес для будущей роли, актер занимался бегом при температуре 38° С, закутавшись в несколько слоев одежды. Летняя лос-анджелесская жара взяла свое, и Лоренс свалился на пороге своего дома с температурой тела в 42° С. Ему очень повезло, что он выжил.

Особенно велик риск теплового удара, когда отсутствует испарительное охлаждение. Жаркая и влажная среда не просто неприятна, она еще и опасна. Кроме того, испарению пота может препятствовать одежда. Современные «дышащие» материалы, используемые для защиты от воды, пропускают испарения кожи, поэтому куда более удобны в походах, чем прежние резиновые плащи и дождевики. Непроницаемая одежда в сочетании с интенсивной физической нагрузкой крайне опасна. Так, во время марш-броска по пересеченной местности умер от перегрева молодой британский солдат, одетый в гидрокостюм. Одежда препятствовала потере влаги, поэтому весь пот собирался внутри костюма, серьезно ограничивая теплоотдачу через потоотделение. Однако военный, стремясь доказать свою выносливость, упорно бежал дальше, что и привело к трагическому исходу.

При сидячем образе жизни причиной теплового удара обычно тоже становится затрудненное потоотделение. Особенно подвержены риску теплового удара страдающие кистозным фиброзом. Хотя характерные для Великобритании температуры они переносят без труда, в тропическом климате их могут ждать неприятности. Такое случается, например, когда больные фиброзом дети попадают во флоридский Диснейленд. Как ни парадоксально, именно повышенная подверженность больных фиброзом риску теплового удара помогла подобрать ключ к этому заболеванию. Во время нью-йоркской жары 1951 г. педиатр Поль ди Сант-Агнезе заметил, что многие дети, поступающие в больницу с тепловым ударом, страдают также от кистозного фиброза. Осознавая важность этого наблюдения, он сделал анализ их пота и обнаружил в нем повышенное содержание соли. Это открытие легло в основу потового анализа, который до сих пор служит одним из элементов диагностики кистозного фиброза. Теперь нам известно, что в основе заболевания лежит генная мутация мембранного белка, участвующего в транспортировке хлорид-ионов из клеток организма. Пот состоит из слабого раствора хлорида натрия (обычной поваренной соли), поэтому невозможность выделять хлорид затрудняет приток воды в потовую железу и препятствует образованию пота.

Даже у обычных людей продолжительное пребывание в жарком климате может вызвать затруднения с выработкой пота. Обычно этому предшествует воспаление потовых желез, известное как потница. Потница характеризуется образованием зудящей красной сыпи – «мелких пупырышков, покрывающих каждый сантиметр тела, так что между ними даже булавка не поместится». Потница поражает каждого третьего из оказывающихся в жарком климате, а также горняков и кочегаров. Во времена британского владычества в Индии колонисты ужасно страдали от потницы, когда наступал сезон жары. Вот что писал один из очевидцев:

«Сперва человек слегка почесывается за игрой в карты. К концу вечера он уже носится как ужаленный, раздирая себя в клочья в попытках унять зуд. Я видел пару человек, которые в буквальном смысле расчесывали кожу на груди до лохмотьев».

Хотя воспаление в конце концов проходит, потовые железы могут перестать функционировать, и тогда человек может стать жертвой теплового удара. К счастью, после возвращения в прохладный регион состояние его нормализуется.

Перегрев могут вызывать некоторые наркотики, самый печально известный из которых – «экстази»{20}, который часто принимают на рейв-дискотеках, чтобы «заторчать» либо протанцевать подольше. В сочетании с физической активностью этот препарат может вызвать потенциально смертельный скачок температуры тела. Проблема перегрева под «экстази» настолько известна и распространена, что в некоторых клубах выделяется специальная зона «охлаждения» – «чилаут».

Тепловой удар наступает, когда нарушается отработанная система терморегуляции организма и внутренняя температура повышается до 41° С и более. Развиваться он может стремительно. Первые тревожные признаки – пылающее лицо, горячая сухая кожа, головная боль, головокружение, упадок сил и повышенная раздражительность. Далее наступает спутанность сознания и потеря координации. Несмотря на повышенную температуру, потоотделение прекращается, поэтому температура может расти и дальше. После 42° С наступает смерть.

До трясучки

Примерно у одного человека из двадцати тысяч выявляется редкое генетическое заболевание под названием «злокачественная гипертермия». Под действием обычного анестезирующего средства, например, галотана, стремительно поднимается температура тела – иногда на один градус за пять минут. Происходит это потому, что анестезия вызывает спонтанное сокращение скелетных мышц, то есть, проще говоря, человек начинает дрожать, от чего повышается температура. Это заболевание – настоящий кошмар анестезиологов, поскольку, если быстро не остановить процесс, исход может быть смертельным.

Сокращение мышц вызывается повышением внутриклеточной концентрации ионов кальция, активирующих сократительный белок. В обычном состоянии кальций заперт в специальной камере мышечной клетки и высвобождается только в ответ на нервный импульс. Однако у больных злокачественной гипертермией имеется дефект в белковой поре, контролирующей выброс ионов кальция из внутриклеточного хранилища, поэтому анестетик открывает шлюзы этой поры, выпуская кальций в клетку и вызывая сокращение мышц. Физиолог Ширли Брайант первой предложила использовать препарат дантролен, блокирующий высвобождение кальция, для борьбы со злокачественной гипертермией, и сегодня этот препарат держат на случай возникновения подобной опасности во всех операционных мира.

Злокачественная гипертермия бывает не только у человека. Она наблюдается также и у свиней, но известна под другим названием – «синдром стресса», поскольку, в отличие от человеческого заболевания, может быть вызвана стрессом. Физическая нагрузка, совокупление, роды, перевозка на рынок и даже условия содержания – все может спровоцировать смертельный скачок температуры. Это необходимо учитывать и с экономической точки зрения, поскольку у погибших от такого приступа свиней мясо становится жестким и непригодным для продажи. До недавнего времени синдром стресса у свиней был широко распространен в Британии, поскольку свиней специально разводили на постное мясо – именно эта характеристика и оказалась связанной со злокачественной гипертермией. У свиней с синдромом стресса наблюдается подпороговая мышечная активность (как будто животное непрерывно проделывает изометрические упражнения), от которой развиваются мышцы и мясо не обрастает жиром.

Свиньи послужили отличным материалом для изучения человеческого заболевания. В 1991 г. был установлен ген, отвечающий за синдром стресса, и оказалось, что именно он кодирует пору, отвечающую за выброс кальция в мышце, и именно мутации в этом белке приводили к сокращению мышц свиньи под воздействием галотана. У всех свиней с синдромом стресса наблюдается одна и та же мутация в данном гене, свидетельствующая, что все они потомки одной особи, у которой когда-то, в незапамятные времена спонтанно произошла такая мутация. Сейчас этот ген у британских свиней элиминируют в процессе селекции, выявляя особей-носителей с помощью простого теста. Молодым свиньям дают понюхать трехпроцентный галотан, и у носителей гена развивается кратковременная мышечная ригидность (которая затем проходит). Таких свиней выбраковывают.

После клонирования свиного гена было уже относительно несложно добыть сходный человеческий и доказать, что именно он вызывает злокачественную гипертермию. Поэтому теперь при подозрении на это заболевание человек тоже может пройти тест.

Тепловой удар – это неотложное состояние, требующее немедленного вмешательства. Без медицинской помощи человек умирает от повреждений мозга, вызванных повышенной температурой, но даже у получивших врачебную помощь уровень смертности от теплового удара составляет свыше 30 %. Лучший способ обеспечить охлаждение пострадавшему – обмыть его теплой водой. Испарительное охлаждение снизит поверхностную температуру куда эффективнее, чем погружение в холодную ванну, которая вызывает общее сокращение сосудов и отток крови от поверхности кожи, препятствуя теплоотдаче. В самых крайних случаях можно прикладывать лед туда, где под кожей расположены крупные кровеносные сосуды, – на шее, под мышками и в паху.

Лихорадка

В норме термостат гипоталамуса у человека установлен на 37° С, однако при лихорадке он может переключиться на два-три градуса выше, и температура с той же чувствительностью будет регулироваться по новой отметке. Переключение термостата вызывают синтезируемые в мозге химические медиаторы под названием простагландины, вырабатываемые в результате реакции на бактерии или на выделяемые ими пирогенные вещества. Действие аспирина как жаропонижающего основано на блокировании синтеза простагландина.

Споры о том, несет ли лихорадка какую-либо полезную функцию при болезни, не утихают столетиями. Согласно одной из точек зрения, выдвинутой Томасом Сиденхемом в XVII в., «жар – это мощный двигатель, которым природа вооружает мир для победы над врагом». Говоря современным языком, лихорадка – это естественное оружие борьбы организма с инфекцией, действующее за счет того, что некоторые бактерии более чувствительны к повышению температуры, чем наши клетки. Альтернативная гипотеза утверждает, что жар – это просто симптоматическое проявление, свидетельствующее о серьезности инфекции, и, мало того что не обладает терапевтическими свойствами, может, наоборот, снизить способность больного бороться с заражением. Споры эти выходят за рамки академического интереса, поскольку главный обсуждаемый вопрос – следует ли сбивать температуру больного до нормальной.

Вопрос этот еще не решен окончательно, и доказательства имеются в пользу обеих версий. Однако большинство придерживается мнения, что подъем температуры на один-два градуса не опасен, и взрослым может даже помочь{21}. В пользу этой версии говорит тот факт, что коэффициент выживаемости у ящериц, страдающих от бактериальной инфекции, в теплой среде существенно повышается по сравнению с холодной. Поскольку температура тела ящерицы уравнивается с температурой окружающей среды, повышенная температура тела в таком случае повышает и сопротивляемость инфекции. И действительно, до изобретения антибиотиков пирогенную (лихорадочную) терапию успешно использовали для лечения гонореи и сифилиса. Искусственную лихорадку вызывали несколькими способами, самым страшным из которых было инфицирование малярийными плазмодиями, которых затем убивали с помощью хинина. Если человек выживал после подобной пытки, то есть сифилитическая бактерия погибала прежде своего носителя, то человек излечивался. Весьма оригинальный способ «испытания огнем», надо сказать.

Жизнь без воды

Если ключом к выживанию на холоде становится пища, то в жарком климате возможность выжить определяет вода. Способность охлаждаться за счет обильного потоотделения напрямую зависит от доступа к воде, а в пустыне основную трудность представляет не жара, а сухость. Без пищи человек может протянуть довольно долго, но без воды конец наступит очень скоро. При голодовке, например, протестующие никогда не отказываются от воды, поскольку в противном случае поражение будет настолько быстрым, что они попросту не успеют донести свои требования и повлиять на общественное мнение.

Если запасы отданной с потом влаги не пополняются за счет питья, наступает обезвоживание. Начинают вырабатываться гормоны, которые отвечают сразу и за накопление воды (путем уменьшения количества влаги, выходящей с мочой), и за рост потребления воды (путем вызывания жажды). Если потеря влаги продолжается, лицо становится осунувшимся, глаза вваливаются. Кроме того, начинается потеря веса – этим успешно пользуются боксеры и жокеи, находящиеся на границе желаемой весовой категории. Они идут в сауну и «выпаривают» лишние фунты. Для большинства людей потеря 3–4 % объема воды практически неощутима. При потере 5–8 % чувствуется слабость и головокружение, потеря свыше 10 % приводит к физическим и умственным расстройствам, сопровождающимся сильной жаждой. Потеря более 15–25 % от веса тела – смертельна.

В отличие от человека, который гибнет, утратив более 15 % от запасов воды в организме, верблюд спокойно переносит потерю до 25 % объема воды – именно поэтому он может неделю жить без еды и питья. Одна из причин такой поразительной выносливости состоит в том, что организм верблюда, несмотря на значительную потерю влаги, способен сохранять объем крови почти неизменным. Даже при утрате четверти объема воды объем крови сокращается менее чем на одну десятую. У человека же объем крови уменьшается примерно на треть, тем самым повышая вязкость крови. Сгустившаяся кровь хуже циркулирует, ее сложнее перекачивать, поэтому через кожу уходит меньше тепла и внутренняя температура организма начинает зашкаливать. Кроме того, увеличивается риск остановки сердца. Нехватка воды не только приводит к уменьшению объемов крови и внеклеточной жидкости, но и вызывает высасывание влаги из клеток, в результате чего они съеживаются, повреждая мембранные белки.

Смерть от обезвоживания мучительна, поскольку человека постоянно терзает жгучая жажда. Нам об этом известно от нескольких героев, сумевших, превозмогая муки, увековечить свои ощущения для человечества. Одним из них был Антонио Витерби, судья-адвокат времен Первой французской республики, при Реставрации приговоренный судом Бастии (на Корсике) к смерти за свои политические убеждения. Чтобы избежать позора виселицы, он пытался уйти из жизни самостоятельно, отказавшись от еды и питья. На осуществление задуманного потребовалось 17 мучительных дней и невероятная сила воли. Судя по его дневниковым записям, голод одолел его лишь через несколько суток, однако невыносимая жажда не отпускала ни на миг.

Если нехватка воды сопровождается сильной жарой, обезвоживание и смерть наступают гораздо раньше, чем в случае с Витерби, – почти половина жертв погибает в первые 36 часов. Рассказов о путешественниках, терпящих смертельную, или почти смертельную, нехватку воды в пустыне, бесчисленное множество. Вот, например, свидетельство одного опытного путешественника: «В этом иссушающем зное запасы влаги в организме должны постоянно пополняться, поскольку влага так же необходима для жизни, как воздух. Чувствуешь себя словно под выжигательной лупой. Горло пересыхает и будто сжимается. Глаза жжет, словно сидишь перед пылающим костром. Язык и губы пухнут, трескаются и чернеют».

Один из самых знаменитых и самых необычных примеров выживания в пустыне – это история мексиканца Пабло Валенсиа, заблудившегося в горах на юго-западе Аризоны летом 1905 г. Семь суток он продержался без воды при температурах от 30° С (ночью) до 35° С (днем). Нашли его раздетым догола и почерневшим от загара. Прежде мускулистые руки и ноги ссохлись и съежились, «губы пропали вовсе, будто ампутированные, оставив тонкие кромки почерневшей ткани… глаза смотрели не мигая… слышал он только самые громкие звуки и почти ослеп, отличая теперь только свет от тьмы». Кроме того, он не мог ни говорить, ни глотать – так сильно ссохлась глотка. Тем не менее Пабло повезло, поскольку он избежал бредового состояния и припадков (напоминающих эпилептические), случающихся у жертв крайнего обезвоживания и приближающих их гибель. Он сумел, превозмогая себя, доковылять до знакомых ориентиров. По сути, он свалился уже почти на подходе к лагерю. Спасатели погрузили его в водоем и по капле вливали воду и разведенное виски в иссохшие губы. Где-то через час он смог глотать, через день – говорить, на третий день вернулись зрение и слух, а через неделю он снова был бодр и здоров, набрав восемь килограммов веса.

Однако не все обладают таким железным здоровьем и выносливостью, как Пабло Валенсиа, поэтому смерть от теплового удара и обезвоживания может наступить гораздо быстрее. Лоуэлл и Диана Линдси вспоминают, как один опытный путешественник, пересекая знойным днем на мотоцикле пустыню Анса, почувствовал, что теряет сознание, и послал товарищей вперед за помощью. Оставшись один, он впал в беспамятство от обезвоживания и, вопреки изначальному намерению сидеть и дожидаться подмоги, поехал вслед за своими спутниками вдоль сухого русла с судьбоносным названием Arroya Seco del Diabilo (Сухой ручей дьявола). Четыре часа спустя его тело обнаружил объездчик. К сожалению, такие истории по-прежнему нередки не только в отдаленных уголках планеты – поломка машины на безлюдной дороге, потеря тропы в однодневном походе тоже могут обернуться трагедией, если закончится вода.

При большой физической нагрузке мы теряем больше жидкости, чем потребляем. Мы просто не способны выпить необходимое для предотвращения обезвоживания количество, поэтому слабость от нехватки влаги не обязательно сопровождается неутолимой жаждой{22}. Только отдохнув и поев, можно выпить достаточно, чтобы восполнить выпарившееся с потом. Поэтому, подвергая себя физической нагрузке в жарком климате, необходимо пить даже не чувствуя жажды. Однако если запас воды ограничен, лучше снизить нагрузку и посидеть в тени. От физической деятельности станет только жарче, поэтому передвигаться лучше ночью, в прохладе. Не пытайтесь экономить воду. Если вы чувствуете жажду, пить необходимо, поэтому одно из главных правил пустыни – «храни воду в теле, а не во фляге». Верблюды освоили этот принцип в совершенстве. Достигнув водоема, верблюд может выпить разом до 120 литров воды за десять минут. Обезвоженный человек, в отличие от верблюда, должен, несмотря на дикую жажду, пить понемногу, поскольку после длительного воздержания большой объем выпитой жидкости не вызовет ничего, кроме рвоты.

Обитателям пустыни приходится использовать по максимуму каждую выпитую каплю, и достигается это подчас самыми немыслимыми способами. Пустынные жуки собирают конденсированную влагу, выстраиваясь в ряд на гребне песчаной дюны и подставляя спину прохладному утреннему дуновению. Грудные перья у самцов рябка впитывают влагу, как губка, поэтому, вволю напившись, птицы погружают грудку в воду, насыщая перья влагой, прежде чем лететь обратно к птенцам. Это позволяет рябкам гнездиться в пустынной глуши, за многие мили от воды. Водоносные жабы из австралийского буша в благодатные времена запасают воду в мочевом пузыре и строят подземные водонепроницаемые камеры, где можно спокойно прожить несколько лет, когда наступит засуха. Аборигены в случае необходимости пользуются такими камерами как бесценным источником влаги.

У млекопитающих тоже есть способы уменьшить потерю жидкости. У кенгуровой крысы в носовых пазухах имеется специальный «теплообменник», где происходит охлаждение выдыхаемого воздуха ниже температуры тела, и в носовом проходе собирается конденсат. Таким образом снижается потеря влаги через испарение. К похожему способу прибегают некоторые птицы. Люди такой способностью не обладают, поэтому потеря влаги через дыхательные поверхности происходит непрерывно (очень много воды уходит через легкие).

При метаболизме образуются побочные продукты (например, мочевина), для удаления которых требуется вода. Сильно концентрированную мочу люди производить не способны, в отличие от некоторых живущих в пустыне животных. Многие из них за всю свою жизнь могут ни разу не выпить воды, извлекая влагу из потребляемой пищи. Сильно развитые почки этих животных производят высококонцентрированную мочу, для удаления которой из организма требуется всего четверть от объема воды, необходимой человеческим почкам для удаления того же количества мочевины. Птицы пошли еще дальше. Они выделяют мочевую кислоту, почти не требующую воды для выведения из организма. Этот жидкий или полужидкий белый помет знаком каждому, кто хоть раз приближался к колонии чаек или стае голубей.

Океан в этом отношении тоже пустыня, поскольку, как известно, морскую воду пить невозможно. Содержание соли в морской воде превышает объем, который способны вывести почки, поэтому питье соленой воды только усилит обезвоживание. Если вы окажетесь на спасательном плоту под палящим солнцем посреди океана, вам останется только поливать себя морской водой, чтобы увеличить испарительное охлаждение. Таким образом вы сбережете влагу, уменьшая образование пота. По тем же причинам, когда Джон Фэрфакс в 1969 г. в одиночку пересекал Атлантический океан на весельной лодке, он отсыпался во время дневной жары, а греб ночью под звездами, когда наступала прохлада.

Соль земли

Пот содержит значительное количество соли. Чем больше вы потеете, тем больше соли будет уходить из организма, и в жарком климате потери получаются весьма ощутимыми – до 12 г в день, то есть почти три чайные ложки. Организм справляется с этим, выделяя гормон, стимулирующий откладывание соли в почках, чтобы меньше уходило с мочой. Он же усиливает тягу к соленому, чтобы мы потребляли больше соли с пищей.

Мой дед работал мастером на заводе, выпускающем локомотивные колеса. Расплавленная сталь текла из гигантских печей в огромные открытые котлы, в которых раскаленный добела металл перевозили в другой цех и переливали в формы. В этом пекле рабочие постоянно обливались потом, теряя воду и соль. Маму всегда поражала любовь ее отца к соленым сэндвичам, для ребенка совершенно необъяснимая, но с точки зрения физиологии как раз понятная. Раз соль уходит с потом, ее запасы надо пополнять, отсюда и пищевые привычки.

Нехватка соли приводит к болезненным мышечным спазмам рук и ног, которые называют в народе «спазм кочегара», поскольку боли эти часто встречались у кочегаров машинного отделения, закидывающих уголь в корабельную топку. Однако они нередки и у представителей других профессий, вынужденных работать в «горячих» условиях, – у спортсменов, тренирующихся в жарком климате, или у шахтеров. Спазмы эти возникают только при нехватке соли в сочетании с большой физической нагрузкой. У человека, ведущего менее подвижный образ жизни, нехватка соли приводит к вялости, сонливости, головным болям и тошноте. Способ борьбы – потреблять больше соли. Это один из немногих случаев, когда врачи рекомендуют увеличить ее потребление.

Жаркая колыбель человечества

Ключ к выживанию в жарком климате – потоотделение. Запасшись водой (и солью), чтобы восполнять потери, человек может выдержать достаточно сильный сухой жар – пустыня опасна прежде всего не жарой, а недостатком воды и тени. Однако, если к жаре добавляется еще и высокая влажность, испарительное охлаждение становится невозможным и серьезно возрастает угроза теплового удара. Физиологически человек хуже приспособлен к подобным условиям, поэтому выживание во влажной жаре зависит от сочетания двух факторов: умения адаптировать свое поведение к условиям среды и использования плодов технического прогресса (например, кондиционеров). И наоборот, к сухому жару мы приспособлены довольно неплохо благодаря большому количеству потовых желез (которые делают нас почти рекордсменами по потоотделению среди млекопитающих), безволосому телу и сравнительно длинным худым конечностям. Из этого следует, что человек, скорее всего, развивался в жарком климате, где основной задачей было отдавать тепло, а не сберегать. Таким образом, ископаемые свидетельства того, что род Homo sapiens появился в жарких африканских саваннах, обретают физиологическое подтверждение.