При приспособлении организма к изменениям различных условий среды нередко наблюдаются однонаправленные и вполне соизмеримые изменения одних и тех же биохимических параметров. Оказывается, что адаптация организма к какому-либо одному фактору среды может способствовать приспособлению его к другим факторам, повышать устойчивость к ним. Это явление называют перекрестной адаптацией. Прежде всего, обратимся к фактам, а затем попытаемся разобраться в молекулярных основах перекрестной адаптации человека и ее практическом значении.

Уже давно известно, что после 2—3 нед. пребывания в горах физическая работоспособность по возвращении на уровень моря повышается. Спустившись с гор, человек чувствует прилив сил, бодрость, желание активно двигаться. А вот что дают результаты специальных исследований. Наблюдения, проведенные на Памире, показали, что после 45 сут пребывания на высоте 3325 м предельная длительность бега с заданной интенсивностью возрастает на 60%, а максимально возможная скорость бега — на 10%. В принципе то же самое было установлено на лыжниках, тренирующихся в течение месяца по одной и той же программе с той лишь разницей, что одна из групп до этого провела месяц в горах (на высоте 2000—2700 м), а другая все время жила на уровне моря. Спортивный результат у первых улучшился в среднем на 17%, а у вторых — всего на 8.3% по сравнению с тем, что они показывали 2 ме.с назад.

Не менее интересные данные получены в Перуанских Андах. В этих исследованиях две группы испытуемых: проживающие на равнине (г. Лима) хорошо тренированные легкоатлеты и аборигены гор (высота 4540 м) — выполняли на уровне моря одни и те же стандартизированные физические нагрузки. При этом и реакция организма горцев, и показанные ими результаты были такими же, как у высокотренированных жителей равнины, хотя первые никаким видом спорта не занимались. Наконец, в опытах на животных тоже обнаружено, что 3-недельное пребывание белых крыс в барокамере с разрежением, соответствующим высоте 2800 м, привело к увеличению длительности свободного плавания на 50%, а намного более интенсивного, но кратковременного плавания с грузом 15% от массы тела — на 70%; продолжительность же стандартной силовой нагрузки (удерживание собственной массы в висячем положении на вертикальном стержне) не изменилась. Эти данные о различном влиянии приспособления к гипоксии на проявление качественных сторон мышечной деятельности получили подтверждение и в наблюдениях на спортсменах. Месячная активная акклиматизация в горах особенно улучшила результаты в беге на 100 и 400 м; несколько в меньшей степени, но тоже весьма значительно — в длительном беге и совсем не повлияла на результаты в силовых упражнениях. Почему это произошло, объясним несколько дальше, когда речь пойдет о молекулярных механизмах. Пока же запомним только сам факт.

Многочисленные исследования показали также, что приспособление организма к гипоксии повышает устойчивость его к действию низких температур, инфекциям и проникающей радиации. Белые крысы, адаптированные в течение 1—2 мес. к условиям гипоксии на высоте 3000 м, становятся более устойчивыми и к низким температурам окружающей среды. Пребывание в условиях с температурой 5 0C приводит у них к снижению температуры тела до 34.5 °С, а у живших все время на уровне моря — до 31.3°С. Получить глубокую гипотермию у крыс, адаптированных к гипоксии, труднее, чем у контрольных. Для этого нужно более сильное и более длительное охлаждение. Но если гипотермия уже достигнута, то переносят крысы ее намного лучше и дольше.

Что касается сопротивляемости инфекциям, то здесь мы располагаем и статистическими данными, и фактами, полученными в эксперименте. Оба этих источника дают вполне согласованную информацию. Так, во время вспышки «азиатского» гриппа среда студентов Ленинградского института физической культуры и спортсменов, проводящих часть своей тренировки в условиях среднегорья (2000—2700 м), заболевших было существенно меньше, чем среди тех же контингентов, но не выезжавших в горы, а тем более чем среди остального населения города. А вот каковы результаты опытов на животных. Кроликов в течение длительного времени «поднимали» на высоту 2000 м в барокамере, т. е. создавали в ней разрежение, соответствующее этой высоте. Под влиянием такого воздействия в крови у них существенно увеличился фагоцитарный индекс белых кровяных клеток, т. е. способность их к захватыванию и уничтожению микробов, а у мышей, перенесенных на 1—2 мес. в горы, на высоту 1750 — 3700 м, или «поднимаемых» в барокамере на высоту 4000 м, выработка антител значительно возросла.

Приспособление к сниженному парциальному давлению кислорода повышает устойчивость к проникающей радиации. Мы видим, что при малых дозах облучения все животные выживали, а при больших дозах погибших всегда было больше в контрольной группе. И лишь при очень высоких дозах отмечена одинаковая смертность в обеих группах. Но и тут между группами была разница: контрольные животные начинали гибнуть с 3-х сут, а адаптированные к гипоксии — с 7-х.

Положительное влияние приспособления организма к низким температурам на физическую работоспособность известно уже давно. На это указывал еще в прошлом веке И.Р. Тарханов. Согласно современным исследованиям, тренировка в условиях сниженной температуры среды приводит к большему возрастанию работоспособности, чем проводимая при обычных, комфортных для организма температурах. Опыты на белых крысах показали, что работоспособность (длительность плавания до предела при температуре воды 32 °С) в первом случае увеличивалась на 82%, а во втором — всего на 45%. Приспособление организма к низким температурам облегчает и перенесение им высотной гипоксии. Так, жители равнин северяне быстрее акклиматизируются в горах, чем южане. О том же говорят и эксперименты на животных. А вот в отношении перекрестных влияний приспособления к высоким температурам мы надежными данными не располагаем, и вопрос пока остается открытым.

Влияние приспособления организма к гипоксии на устойчивость к проникающей радиации, % погибших животных. / — контрольные животные, // — адаптированные к гипоксии. Цифры в светлой части столбиков — доля выживших животных, %; в заштрихованной — погибших, %; в квадратах — доза облучения, мкКл/кг

Весьма обстоятельно изучено влияние приспособления организма к повышенной мышечной деятельности на устойчивость его к большому числу повреждающих факторов окружающей среды. Такое влияние чрезвычайно велико. Прежде всего это повышение устойчивости организма к высотной гипоксии и ускорение акклиматизации в условиях ее. Исследовали две группы крыс: одну содержали в просторных клетках в обычных условиях, а другую в течение 8 нед. тренировали бегом в колесе с возрастающей скоростью и длительностью бега. Затем тех и других «поднимали» в барокамере на высоту 13 км. У крыс обеих групп через некоторое время появлялись судороги вследствие недостаточного снабжения мозга кислородом, но у тренированных животных судороги отмечались через 108 с, а у нетренированных — уже через 69 с.