О проекте организации на базе кампуса «Арктическая звезда» лаборатории для разработки научных основ повышения работоспособности человека в условиях абсолютно дискомфортного климата

В рамках проекта формирования кампуса «Арктическая звезда» сотрудниками Института физиологии природных адаптаций (ИФПА) Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лавёрова Уральского отделения РАН предложено организовать лабораторию для разработки научных основ повышения работоспособности человека в условиях абсолютно дискомфортного климата. Напомним, работа по созданию межвузовского кампуса в Архангельске ведется в рамках нацпроекта «Наука и университеты», инициированного Президентом РФ В.В. Путиным.

Климатические условия Арктики требуют больших энергетических затрат на обеспечение и физиологических функций, и выполнение любой работы. Больше энергии требуется на сохранение теплового градиента тела по отношению к температуре окружающей среды и на обеспечение необходимых температурных режимов, в которых происходят метаболические реакции синтеза (анаболические) и разрушения (катаболические). Энергия производится только при разрушении и потребляется при синтезе. Тепловая энергия не может быть использована в реакциях жизнеобеспечения ни при синтезе, ни при катаболизме.

В течение последних 10 лет сотрудники института изучают влияние на организм человека общего холодового воздействия в условиях климатической камеры, резкой смены светового режима в периоды полярной ночи и полярного дня, а также увеличения амплитуды иономагнитных колебаний во время магнитных бурь. По словам заведующей лабораторией регуляторных механизмов иммунитета ИФПА к.б.н. Анны Васильевны Самодовой, результаты этих исследований дают возможность выявить механизмы снижения производства тепловой энергии организмом и тем самым сохранить ее для рабочего энергетического ресурса, в том числе работы мозга, эндокринных органов, иммунной системы и мышечной ткани. Заслуживают внимания данные, полученные в этой лаборатории, об изменениях концентраций в крови пептида ирисина, обеспечивающего быстрый перевод белого жира в бурый, который срочно подвергается липолизу с освобождением тепловой энергии.

Энергетический ресурс человека ограничен, человеку всегда приходится экономить энергию и использовать ее путем совмещения реакций катаболизма и синтеза. Даже такие процессы как вариант гибели клетки регламентируется наличием или недостаточностью энергии у нее. По данным Ольги Александровны Ставинской (работавшей в лаборатории экологической иммунологии), при общем охлаждении человека гибель клеток крови путем некроза, не требующего энергии, увеличивается в 3,5-4 раза, а путем апоптоза (требующего энергии) количество гибнущих клеток увеличивается только в 1,3-1,5 раза. Поиски условий экономичного использования энергии, по мнению сотрудников института, является перспективными в этом направлении исследований.

Дальнейшие исследования по разработке механизмов и способов повышения работоспособности в условиях дискомфортного климата, по мнению директора ИФПА д.м.н., профессора, заслуженного деятеля науки РФ Лилии Константиновны Добродеевой, связаны с выявлением роли в энергетическом балансе недостаточно изученных носителей энергии в организме человека. Кроме известного макроэргического соединения аденозинтрифосфата (АТФ) есть и другие, роль которых малоизвестна. К ним относятся трифосфаты других пуриновых и пирамидиновых оснований, а также соединения фосфора с производными углеводов и фосфогены. Все эти соединения способны выделять достаточно много энергии при гидролизе фосфатной связи. Фосфокреатин, например, при катаболизме которого в скелетных мышцах почти мгновенно выделяется очень большое количество энергии, что может быть использовано для стремительных кратковременных действий. Есть две и резервные системы макроэргических фосфатов, с которыми тоже можно поработать.

В общем, идеи есть, и основания считать их перспективными для разработки тоже есть. Состоявшиеся научные работники, способны обеспечить совместную работу с сотрудниками университетов и студентами. Что касается использования результатов научных исследований в этом направлении, то они помогут сохранить здоровье при работе в условиях сурового климата, избежать риска сокращения резервных возможностей жизнеобеспечения, увеличить результативность работы, как умственной, так и физической и, наконец, просто повысить качество жизни.