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

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

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

---

Но в один прекрасный день я обнаружил в своем почтовом ящике конверт. В правом верхнем углу красовалась красная марка почтового ведомства США и черно-белый штамп НАСА. Я открывал его с трепетом, как Чарли[2] – заветную плитку шоколада. И что же – внутри и правда был золотой билет! Меня приглашали в Хьюстон.

Том Вулф[3], повествуя о заре астронавтики и работе над проектом «Аполлон», отзывается о Хьюстоне не слишком благожелательно. Он описывает чудовищную влажность, кондиционеры, от которых промерзаешь до костей, самый воздух Техаса, липкий от выбросов нефтеперерабатывающего завода. Все так, но Вулф не отметил главного – притягательности Центра космических исследований для любого человека, неравнодушного к идее управляемых полетов в космос. Люди, работающие здесь, уверены: только в Центре имени Джонсона ведутся реальные исследования в этом направлении. Все остальное, на их взгляд, имитация.

Центр космических исследований имени Линдона Б. Джонсона в городе Хьюстоне – место, откуда управляют полетами и где готовят астронавтов. Мы летали по параболической траектории, нас помещали в условия мгновенной разгерметизации, растягивали на центрифуге и втискивали в тесный симулятор космической кабины. По окончании месячного курса я понял, что обязательно сюда вернусь. Ради этого я вызвался помогать медицинским оперативным группам – и несколько раз выезжал, чтобы потом неделями работать вместе с ними без всякой оплаты. Кажется, чаще я оказывался для них обузой и в результате мало чем помог – зато приобрел бесценный опыт.

Со временем я стал добывать гранты на оплату своих поездок в США. Я проводил время в хьюстонском Центре космических исследований или на мысе Канаверал во Флориде. Я ездил туда при любой возможности и хватался за любую работу, которую мне предлагали. И чем больше я узнавал о полетах человека в космос, тем неправдоподобнее мне все это казалось.

Но меня не оставляло чувство вины за двойную жизнь, которую я вел, разрываясь между Хьюстоном и больничными палатами. Ощущая себя предателем, я бросал ответственное дежурство в приемном покое больницы и несся из Англии через Атлантику, чтобы посидеть на совещании НАСА, где люди с непроницаемыми лицами обсуждали, как им организовать полет человека на Марс.

Правда, позднее, по ходу специализации в интенсивной терапии, поняв, что мы сталкиваемся с не меньшими проблемами, спасая тяжелобольных, я задумался, какое занятие более нелепо: пытаться вытащить безнадежного пациента из критического состояния или таращиться в телескоп на далекие планеты и звезды, которые вполне могут подождать.

А узнав больше о том, как и почему мы достигли нынешнего уровня жизни с его завышенными ожиданиями в области здоровья и долголетия, я осознал: пионеры медицинской науки, хоть и не совершали дальних экспедиций, были самыми настоящими первопроходцами.

Глава 1 Лед

5 января 1911 года. Сквозь каплевидное отверстие ледяной пещеры виден парусник капитана Скотта «Терра Нова». Один из множества потрясающих снимков фотографа экспедиции Герберта Понтинга

Роберт Фолкон Скотт лежит в палатке посреди бескрайних просторов шельфового ледника Росса, умирая от переохлаждения и с горечью сознавая, что не сумел первым добраться до Южного полюса, а лишь погубил на пути к нему свою экспедиционную команду. На календаре 1912 год. Антарктида пока еще неприступна, освоение ее связано со смертельным риском – и это, разумеется, привлекает мужественных людей.

Экспедиция норвежца Руала Амундсена обошла Скотта у самого полюса, и теперь ему снова приходится спешить: надо успеть написать письма родным каждого участника экспедиции, рассказать об их доблести и чести, взять на себя ответственность за то, что все они нашли здесь смерть. Время работает против него.

Жизнь Скотта находится в совместном владении у триллионов клеток, составляющих его организм. Как и все живые существа, этот организм пребывает в постоянном напряжении. Иными словами, непрерывно противостоит природе, которая в стремлении к устойчивому равновесию пытается уравнять все сущее.

В обычном состоянии атом или молекула электрически нейтральны. В состав атомного ядра входит некое количество протонов – положительно заряженных частиц, а вокруг него по орбитам вращается равное количество отрицательно заряженных электронов. Но и атомы, и молекулы достаточно легко то теряют, то присоединяют электроны, и тогда электрическая нейтральность нарушается. Для этого требуется некоторое количество энергии, которая возникает в результате химической реакции, под воздействием радиации или электрического разряда. Атомы превращаются в ионы, и свойства их меняются. Ионы более подвижны, подвержены воздействию электрических и магнитных полей или сами способны их генерировать. В организме ионы могут проникать сквозь биологические (пористые) мембраны, причем отрицательные заряды стремятся нейтрализовать положительные.

В живых клетках формируется разность потенциалов ионных зарядов, находящихся по разные стороны биологических мембран. Эта разность потенциалов лежит в основе неравновесного состояния, характерного для живых систем, в отличие от многих других физических систем, которые не могут бороться с ростом энтропии, ведущим к общему равновесию. Создается возможность для возникновения чего-то неизмеримо более динамичного: живого существа.

Чтобы яснее представить, о чем речь, вообразите самолет недорогой авиакомпании, заполненный только наполовину. Скажем, рейс достаточно дальний, и компания решает подзаработать. Для этого команде дают распоряжение запихнуть всех пассажиров в головной отсек самолета, как сельдей в бочку, и полностью освободить хвостовой отсек. (Думаю, вы согласитесь, что ситуация сама по себе чревата высвобождением большого количества сдерживаемой энергии.) А теперь представьте, что директор авиакомпании решает позволить пассажирам сесть кто где захочет, только пусть дополнительно заплатят ему за это 10 долларов. Пассажиры немного покричат и пошумят, но в конечном итоге большинство решит, что тесниться в одном отсеке хуже, чем заплатить небольшую сумму и получить возможность занять наконец вожделенные свободные места. В результате салон самолета заполнится равномерно, а в директорском кармане осядет некоторая наличность.

С ионами и энергией внутри организма происходит примерно то же. Затратив некое количество энергии на создание искусственного неравновесия (в случае с организмом – закачав ионы туда, где они не хотят находиться), а потом собирая и накапливая ее по мере того, как система станет возвращаться в состояние равновесия, энергию можно сохранять для дальнейшего использования.

В окружающей природе мы видим такое каждый день. Возьмем погоду: ветры – потоки воздуха – дуют из зон высокого давления туда, где давление низкое. Так проявляется неравномерность (разность давления) и естественная тенденция к сглаживанию этой разницы. И как энергию возникающего ветра можно использовать и преобразовывать с помощью турбин, точно так же организм человека может использовать ионный поток, проходящий через мембрану.

Итак, ионный поток и использующая его тонкая, совершенная система – все то, что делает возможным сложные жизненные процессы и благодаря чему целое не равняется сумме составляющих его частей (в данном случае целое по имени Роберт Скотт), – работало вхолостую.

Студентом я не понимал ни красоты, ни важности всей этой биохимии. Норовил спрятаться на заднем ряду, подальше от доски с заумными символами и уравнениями. Помню, дремлю я тихонько, пока преподаватель биохимии пытается растолковать нам все хитросплетения клеточных процессов и поведать про молекулярные насосы, переносящие ионы через клеточные мембраны, создавая ту самую жизненно необходимую неравномерность. В стенах лекционной аудитории эти химические события казались эзотерическим знанием, имеющим лишь смутное отношение к таким вещам, как медицина и жизнь. Для меня, астрофизика-переучки, они стояли лишь на четвертом месте в ряду приоритетов – после анатомии, общей физиологии и желания выспаться.

Потребовались годы работы в медицине, чтобы оценить по достоинству эти незаметные процессы, позволяющие биологическим системам запасать и высвобождать энергию. Каждая из этих биохимических мини-фабрик в отдельности вроде бы не имеет ничего общего с чудом жизни, однако в совокупности они и есть жизнь. Они – это всё, что мы делаем, они и есть мы.

Итак, повторюсь: за свою сложность организм человека вынужден платить. Ради того чтобы все колесики вертелись исправно, приходится тратить энергию и гнать ионы туда, где им быть вовсе не хочется. Когда эта цена становится для организма непосильной, простота вновь вступает в свои права. В данном случае простота – синоним смерти.