Дід Щукарь і Настасья Пилипівна

Будемо поблажливі: ідея народилася не у фізіолога, а в інженера. Він спорудив «барокамеру місцевої дії» - порожнистий циліндр з герметизуючою манжетою, в який можна було всунути ногу або руку, а потім відкачати з камери повітря. Тоді, мовляв, судини в камері розширяться, збільшиться кровотік, і хвора кінцівка стане здоровою завдяки посиленому харчуванню. Щось на зразок медичних банок або нагрітого горщика, яким дід Щукарь лікувався «від слабкості живота». Все те ж сонце ходить наді мною, але і воно не блищить новизною.
Жарти жартами, а нам довелося перевіряти в експерименті дію «локального від'ємного тиску», або коротко ЛОД. Фізіологія давно знала, що місцеве зниження зовнішнього тиску не збільшує, а зменшує кровопостачання, і надовго (година і більше), ідея винахідника була неспроможна. Але, як казав Франс, є сили, куди більш могутні, ніж наука,- це невігластво і нерозсудливість. Знаючи, що належить битися, як риба об ЛОД, ми розуміли, що і негативний результат важливий, і обрали для вивчення скелетну м'яз, а дослідження почали з кінця. Перший же аспірант, якому була доручена частину справи, відразу переконався, що силу м'язів декомпресія не збільшує. Але й не зменшує, незважаючи на зниження кровотоку, в якому ми пересвідчилися на власні очі у всіх дослідах майже без винятку: артерії ведуть себе наперекір обставинам, відповідаючи на розтяг негайним і ще больові сильним спазмом.
Однак сила - не всі. Існує ще витривалість - здатність до тривалої роботи, тобто мала стомлюваність. В умовах цілого організму стомлення настає в нервових центрах раніше, ніж у м'язі, але і м'яз дещо означає.
З'ясувалося, що стомлення м'яза настає під дією ЛОД пізніше, ніж зазвичай, і цей ефект (ми назвали його ЛОД-ефектом) зберігається і після декомпресії. Ефект був тільки тоді, коли сеанс ЛОД тривав більше хвилини. Це дуже важливо. Ще важливіше те, що ефект мав місцевий характер, а м'язи інших областей зберігали звичайну стомлюваність. Після декомпресії ніг тривалість стандартної роботи росла в півтора рази у спортсменів високого класу. При тренувальному бігу на 15-25 км стаєри фінішували набагато раніше контрольної групи, залишаючи її в кіло-метрі-півтора позаду. Росла і висота стрибка (тобто швидкість скорочення м'язів). Коротше кажучи, все було навпаки: кровотік зменшувався, а працездатність зростала. Мало того, в тих рідкісних дослідах, коли не росла працездатність, кровотік не падав. Складалося враження, що кровотік взагалі непотрібна штука.
Треба зізнатися, що вже після перших дослідів у лабораторії у нас була робоча гіпотеза, яку ми опублікували в першій же статті, але її, гіпотезу, було потрібно довести; можна було придумати і багато інших гіпотез, крізь гущу яких доводилося продиратися, але нам це було не дуже важко, тому що цією проблемою ніхто всерйоз не займався.
Ясно, що ефект народжувався не в артеріях або венах, а в капілярах, які через брак м'язів не пручаються підвищеного трансмуральному (тобто, вибачте великоваговий переклад, чересстеночному) тиску і в протилежність артеріях, визначальним кровотік, розтягуються. Це саме по собі не впливає на місцеве споживання кисню, але зате з капіляра через його розтягнуті пори можуть проникати в простір між тканинний великі молекули, плаваючі в крові і в звичайних умовах важко виходять в тканину. Ці молекули (швидше за все білкові) можуть бути носіями окислювальних ферментів або інших стимуляторів клітинного обміну. Мова йшла, таким чином, про місцеву перебудові обміну в тканинах при ЛОД і досить тривалої перебудові. Дійсно, тканини, побували в ЛОД, виявляли надзвичайну ненажерливість по відношенню до кисню, з'їдаючи його в півтора рази більше звичайного. Це був зсув обміну в аеробну бік енергетично більш продуктивну. Про це говори! і зниження концентрації недоокислених продуктів у крові та інші біохімічні показники.
Клініцисти вирахували, що застосування двох барокамер місцевої дії в одній з московських поліклінік тільки для лікування облітеруючого ендартеріїту за дев'ять років у перерахунку на оплату лікарняних листів або вартості стаціонарного лікування зберегло країні близько 1,5 млн. руб. Звичайно, головне - не в рублях, а в сбереженном здоров'я та запобігли ампутаціях, але погодьтеся, що цифра сама по собі виразна.
Отже, ми запідозрили в якості причини ефекту великі молекули плазми крові. Про те, що ці молекули великі, свідчить тривалий латентний період ефекту ЛОД, прихований період - адже між дією (початком декомпресії) і максимальним підвищенням працездатності проходить цілих 5 хв! Між тим кожне м'язове волокно має власний капіляр, він стелиться по поверхні волокна, так що відстань від стінки капіляра до м'язової оболонки клітини по прямой куди менше мікрона. Отже, молекули бредуть гнітюче повільно. Отже, величина молекул надзвичайно значна: швидкість дифузії в рідких середовищах обернено пропорційна квадратному кореню з молекулярної маси рухомого речовини. Дійсно, «негативний тиск» змінює білковий склад крові, причому деякі білкові фракції втрачають початкову концентрацію. Куди вони діваються?
ЛОД не впливає на артеріальний тиск, хоча підвищує тонус судин в зоні декомпресії. Робота після сеансу ЛОД відбувається з трохи прискореним (порівняно з «контролем») серцебиттям. Нарешті, третій пункт: робота стандартної потужності після дії ЛОД виконується при більш інтенсивному диханні, ніж зазвичай. Якщо у вас гостра пам'ять, то ви вже зрозуміли, що ці три пункти складають «тріаду Бецольда навпаки». Можливо, це означає, що у працюючих «декомпрессированных» м'язах утворюється менше недоокислених шлаків і тому рефлекс з хеморецепторів виходить слабкіше. Це достатній аргумент, щоб говорити про хеморецепторной перебудови кровообігу в цілому.
При важкої навантаженні організм сильно перегрівається. Так звана центральна температура тіла, тобто температура внутрішніх органів, що становить трохи більше 37 °С в спокої, може при максимальному навантаженні піднятися вище 39 °С. Як було сказано, спортсмен при температурі 38,7 °С зазвичай не може продовжувати працювати із заданою потужністю. Після декомпресії працюючих ніг відмова від роботи відбувався за такою ж центральної температурі (микротермистор встановлювали на барабанній перетинці, а слуховий прохід ізолювали від зовнішнього середовища в тепловому відношенні). Так от, «температура відмови» після декомпресії не змінювалася, але значно сповільнювався перегрів. Значить, активувалася терморегуляція, посилювалося охолодження тіла. Місцева декомпресія, зменшуючи кровоток у працюючому м'язі, тим самим вивільняє резерв для збільшення шкірного кровотоку. Шкіра з її кровоносними судинами для організму - те ж саме, що випарник для холодильника.
Апаратура для застосування локальної декомпресії стала обов'язковою для всіх олімпійських баз країни. Тим неприємніше було прокинутися в холодному поту від страшноватой думки. Посудіть самі. Еволюція створила безвідмовний і завжди готовий до вживання спосіб швидкого збільшення потужності і витривалості м'язів. Але якщо немає барокамери, то немає і ефекту. Інакше кажучи, механізм існує, він в справності, але користуватися ним заборонено: знята пускова кнопка. Природа наклала вето? Отже, механізм небезпечний? Чи Не краще воспретить місцеву декомпресію до з'ясування її віддалених наслідків?
Правда, ніяких небажаних результатів систематичного і навіть багаторічного застосування ЛОД ніхто не помічав, при цьому важливо і те, що повторні сеанси локальної декомпресії не викликали звикання. Крім того, при м'язовій роботі в працюючих м'язах кровотік зростає в десятки раз і кілька разів має зрости тиск в капілярах цих м'язів, та ще приймемо до уваги підвищення артеріальний тиск. Хіба це не аналогічно тому дії місцевої декомпресії, яке ми запропонували?
І ось ще що. Резистивні вени можуть, як відомо, звужуватися разом з відповідними артеріолами, але можуть діяти і в протилежному напрямку.
Розширення артеріол і збільшення артеріального припливу плюс звуження венул і утруднення венозного відтоку - це хіба не те ж саме, що відбувається в барокамері місцевої дії?
М'язи ніг або рук, опущених вниз, можуть зробити більшу роботу, ніж якщо вони підняті. Деякі фізіологи Заходу пояснили цей факт тим, що в опущеній кінцівки кровотік трохи сильніше, ніж у піднятій. Кровотік «внизу» дійсно трохи більше, ніж «вгорі», але ось який досвід ми поставили. На плече накладається надувна манжета - така, якої вам не раз вимірювали артеріальний тиск. Манжету надувають до рівня діастолічного тиску; це не перешкоджає притоку крові, але, безумовно, перекриває вени, тиск в яких має піднятися з часом до того ж значення, що в манжеті, і ще трохи, щоб венозна кров повернулася до серця. Через 10 хв, знявши манжету, вимірюємо працездатність м'язів відповідного передпліччя і переконуємося, що вона істотно підвищилася. Мабуть, кров - непогана річ, але особливо хороший кровообіг під підвищеним капілярним тиском.
Для подальших досліджень годилася тільки жаба. Ці досліди були точніше всіх попередніх, тому що ми ставили їх одночасно на двох лапках тварини, одна з яких знаходилась у «жаб'ячої» барокамері, і тому одночасне подразнення двох відповідних нервів (перерізаних) давало можливість оцінити ефект не тільки статистично, по середній тривалості роботи, але і в кожному окремому досвіді. Головний і спинний мозок руйнували. Зрозуміло, що в цих умовах не можна говорити навіть пошепки про рефлекторної природі ефекту, якщо він з'явиться. Тим більше не проходить твердження про психологічному дії процедури. Обидва нерва піддаються роздратуванню однакової інтенсивності, тому що під них підведені дратівливі електроди, з'єднані паралельно.
Перше, що ми дізналися: що «ЛОД-ефект» в таких умовах можна викликати і у жаби. Латентний період (1 хв) і вершина ефекту (5 хв) - такі ж, як у людини, і у кішки. Довжина м'яза або ступінь її натягу в досліді і контролі були строго однакові, і це дозволило з презирством відкинути і розтягує дію ЛОД на м'яз. Досвідченого читача може здивувати ефект ЛОД в цих обставинах, тому що Жаба, позбавлена центральної нервової системи (і значить, дихального центру) не має, здавалося б, можливості поповнити кисневий запас крові, що суперечить нашій гіпотезі. Але в умовах спокою або близьких до спокою оксигенація крові амфібій в основному відбувається через шкіру. Інша справа, якщо у жаби видалити ще й серце. Тут, здавалося б, декомпресія не може підвищити працездатність м'язів, якщо тільки наша вихідна посилка вірна. Однак і в цьому випадку працездатність м'язи, що скорочується в умовах зниженого тиску, виявляється вище, хоча обидві м'язи знижують працездатність.
У дослідах наступній серії перед декомпресією та роботою кров'яне русло всієї задньої половини тіла жаби начисто відмивали від крові розчином Рінгера та ізолювали від судин верхньої половини тіла. Тепер, коли в судинах задніх лап зовсім не було крові, локальна декомпресія вже не надавала стимулюючого впливу на м'язову працездатність, а навіть трохи знижувала її.
Звідси ясно! ефект ЛОД - місцеве явище, хоча в умовах цілого організму він, природно, викликає рефлекторну перебудову кровообігу і дихання. Для ефекту необхідно, щоб в судинах м'язи була кров, решта відмітається.
Залишалося довести, що у плазмі крові міститься крупномолекулярное речовина, яка, потрапляючи в міжклітинну рідину м'язи, підвищує її працездатність.