ально связаны с такими эмоциональными переживаниями, как страх, фобии, влечения, и с множеством когнитивных функций. Эти мозговые структуры влияют на познание и оценку социального поведения, а также на обработку болевых ощущений и, что важно, участвуют в эмоциональной оценке боли.
Исследования с участием медитирующих людей и спортсменов, занимающихся экстремальными видами спорта, показали, что у этих людей особенно сильно развита передняя поясная кора – привет Шри Чимрою и его «философии бега». В качестве нейромедиатора, передающего информацию между мозговыми структурами, нейропептид Y выполняет разнообразные задачи, что и побудило нас уделить пристальное внимание именно этому нейротрансмиттеру при исследовании участников ЮАУ. Среди прочего мы попытались ответить на вопрос, повышена ли концентрация этого нейротрансмиттера у тех участников, которые завершили всю дистанцию (finishers), в сравнении с теми, кто преодолевал укороченную дистанцию или досрочно выбыл (non-finishers). Могли ли люди с повышенным содержанием нейропептида Y быстрее и лучше успокаиваться и засыпать, отличались ли их показатели функции сердечно-сосудистой системы? Существует ли положительная корреляция между уровнем содержания нейропептида Y и ответами на анкету оценки настроения и душевного состояния во время и после гонки? Можно ли, определив содержание нейропептида Y в крови, спрогнозировать, у кого из участников ЮАУ выше шансы успешно завершить марафон?
Специфические нейронные связи мозга, в первую очередь в гипоталамусе, отвечают за сохранение постоянства состава внутренней среды организма, за гомеостаз. Эти нейронные контуры тем самым регулируют такие основные жизненные потребности и свойства, как потребление пищи и жидкостей, температура тела, сон, или стараются во взаимодействии с корой держать в узде эмоции. Нейропептиды – центральная составная часть этих сохраняющих и поддерживающих жизнь программ, они выполняют многообразные задачи. Например, уменьшение количества пищи, поступающей в организм, приводит к снижению концентрации глюкозы в крови, к высвобождению соответствующих гормонов и к активации гипоталамических нейронов и нейронов ствола головного мозга. Эти нейроны, в свою очередь, высвобождают множество нейропептидов, которые стимулируют пищевое поисковое поведение и поступление пищи в организм. Подобным же образом внутренние и внешние угрозы активируют нейронные пути, отвечающие за защитное поведение. Интересно отметить, что определенные ядра гипоталамуса и миндалины активируются как голодом, так и страхом.
Известно, что нейропептиду Y принадлежит центральная роль в регуляции обмена веществ и эмоционального состояния. Нейропептид Y – химический нейротрансмиттер, сигнал, передающийся от одной нервной клетки к другой. С эволюционной точки зрения нейропептид Y – очень древний медиатор, существование которого доказано уже у первых позвоночных; биохимическое строение этого нейропептида едва ли изменилось за последние 450 млн лет. Так, структура современного нейропептида Y на 92 % совпадает со строением нейропептида, который присутствовал в организмах наших предков. Это говорит о том, что нейропептид Y играет ключевую роль в поддержании постоянства внутренней среды организма.
Гормоны – аутогенные переносчики информации, образующиеся в железистых клетках определенных органов. По необходимости гормоны высвобождаются в кровь и с кровью достигают клеток-мишеней, где связываются специфическими рецепторами и побуждают эти клетки к определенной активности. В то время как информация между нервными клетками передается за доли секунды, для гормонального переноса информации в зависимости от обстоятельств требуется более длительное время – минуты или даже часы. По химическому строению различают пептидные гормоны, состоящие из белков и пептидов, и стероидные гормоны, построенные преимущественно из жироподобных веществ. Всем известный пептидный гормон – инсулин, контролирующий уровень содержания сахара в крови, а также уже рассмотренный нейропептид Y. К стероидным гормонам относят среди прочих такие половые гормоны, как тестостерон и эстроген, а также гормоны надпочечников, например известный гормон стресса кортизол.
Система нейропептида Y находится в центре внимания науки, главным образом благодаря его роли в регуляции питания. Активация Y1-рецепторов не только порождает чувство голода, но также повышает уровень бодрствования, способность к концентрации внимания и побуждает к агрессивному поведению. С эволюционной точки зрения этот механизм имеет большой смысл, так как помогает выжить в дикой природе. Что касается обработки эмоций страха и фобии в передней поясной коре, то нейропептид Y принимает участие и здесь. Снижение концентрации нейропептида Y может затруднить обработку восприятия состояний страха. Его наблюдают у больных с депрессией или посттравматическим стрессовым расстройством. Активация Y1-рецепторов делает нас более бесстрашными, более выносливыми и оказывает положительное влияние на ощущение собственного благополучия. Больных депрессией с давних пор лечат движением. Главной задачей становится в этом случае повышение мотивации, побуждение заниматься спортом, что ведет к смягчению симптомов депрессии. Это положение подтверждается результатами исследования на профессиональных спортсменах.
В наших исследованиях, проведенных с участниками Юконского арктического ультрамарафона, удалось показать, что бегуны, досрочно сошедшие с дистанции, изначально имели сниженный уровень содержания нейропептида в крови. Во время гонки у этих людей, в отличие от тех, кто сумел преодолеть все 690 км трассы, концентрация нейропептида продолжала снижаться. Это согласуется с результатами генетических исследований, показавших, что в холодных регионах нашей планеты в человеческой популяции накапливаются те генетические варианты, которые определяют высокую концентрацию нейропептида Y в головном мозге. К таким странам относятся Швеция, Финляндия, Германия и некоторые области Китая. В одном китайском исследовании было доказано, что люди с высокой концентрацией нейропептида Y в эмоционально трудных ситуациях сохраняют устойчивость к стрессу лучше, чем люди со средней и низкой концентрацией нейропептида Y. Эти результаты были подтверждены в нашем исследовании в рамках тренировок выживаемости солдат элитных подразделений. Все больше данных указывает на то, что для таких экстремальных нагрузок, как ЮАУ или тренировки выживаемости, решающими факторами становятся не только функции сердечно-сосудистой системы, строение мышечных волокон или способность запасать жиры и углеводы. Шанс выдержать экстремальные нагрузки имеют только те, кто помимо этого располагает дополнительными неврологическими, нейрохимическими, а значит, и психологическими возможностями. Понятно, что исходная, природная выносливость важна, но, как показали наши исследования на ЮАУ, ментальные способности играют не менее важную роль в преодолении экстремальных нагрузок на выносливость. Только самые ментально сильные люди выдерживали дистанцию до конца и терпели боль, которая заставляла других сдаваться. Нейрохимические методы и методы рентгенологической визуализации, например метод воксельной морфометрии, позволили прийти к заключению об изначальном влиянии экстремальных изматывающих нагрузок на мозг как единое целое.
В будущем результаты этих исследований можно будет использовать для того, чтобы лучше понять влияние экстремальных катаболических состояний на головной мозг; то есть при таких состояниях обмена веществ, когда происходит быстрый распад собственных веществ организма. Эти данные важны для понимания подобных процессов распада тканей не только у спортсменов, но и у онкологических пациентов, у больных, проходящих курсы противораковой терапии, а также при длительных стрессовых ситуациях, например при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР). Неудивительно, что роль нейропептида Y изучают в настоящий момент и в связи с этим состоянием.
Изучение функций нейропептида Y только начинается, но я уверен, что будущие исследования, проведенные в условиях других экстремальных нагрузок, дадут нам новые интересные сведения о механизмах влияния этого нейромедиатора на мозг, а кроме того, помогут лучше интерпретировать результаты психологических тестов. Возможно, новые интересные данные удастся получить и в космосе, поскольку недавно повышенные концентрации нейропептида Y были обнаружены не только у бегунов на сверхдлинные дистанции и солдат элитных частей, но и у астронавтов. Этими специфическими стрессорами, которые влияют на астронавтов во время космических полетов и отличаются от спортивных нагрузок, требующих выносливости, мы займемся в последней главе книги для того, чтобы в том числе выяснить: может ли любой, выбранный наугад гражданин полететь на космическом корабле в космос – и чем это для него кончится? Пока же мы обратимся к другим, «земным» экстремальным условиям.
Хамар-Лагдад, или Опасность жарыПочему изменение климата непосредственно угрожает нашему здоровью
Люди чрезвычайно чувствительны к температуре. Есть веские причины, по которым способность к регуляции температуры оказывает решающее влияние на наше самочувствие. Независимо от того, насколько холодно или жарко на улице, занимаемся мы спортом или отдыхаем, температура нашего тела должна оставаться постоянной, если мы хотим остаться здоровыми – да что там, просто выжить. Механизмы адекватной ауторегуляции температуры тела удивительны. Однако биофизические возможности регулировать температуру тела достаточно ограничены, и расширить их можно во вполне обозримых рамках – с помощью одежды и способов охлаждения. Поэтому глобальное потепление уже сегодня наносит ущерб не только окружающей среде – с разрушительными социальными и экономическими последствиями, как, например, в Субсахаре; повышение среднемировой температуры всего на 2° непосредственно грозит нашему здоровью.
Май 1978 года; я еду в Южное Марокко в составе группы исследователей по поручению Немецкого научного общества. Наш путь лежал через Францию и Испанию к Гибралтару. К сожалению, нам пришлось непредвиденно задержаться в Малаге на два дня, потому что я по ошибке принял «Бобадилью-103» за легкое шерри. Кроме того, несколько дней спустя нам пришлось провести в немецком посольстве в Рабате несколько томительных часов, потому что марокканские власти не разрешили нам продолжить путь на юг страны, пока не будет хватать каких-то документов от ННО в Бонне и разрешения от местного министерства шахт. Но вот все позади, и мы прибываем на юг Марокко, в Эрфуд, в провинции Тафилалт.