Некоторые вопросы водно-солевого обмена и водообеспечение в арктике.

На первый взгляд обезвоживание - это процесс, возникающий лишь при высоких температурах, когда организм, борясь с перегревом, вынужден расходовать много воды на образование пота. Казалось бы, в Арктике человек полностью застрахован от дегидратации. И вместе с тем при отрицательных температурах водопотеря бывает столь значительной, что создает серьезную угрозу организму. Не случайно многие полярные исследователи жаловались на постоянное ощущение жажды (Нансен, 1956; Рябинин и др., 1973). Причины ее помимо недостатка в питьевой воде могут быть различными: усиленное потоотделение, вызванное тяжелой физической работой в теплой, стесняющей движения одежде (Joy, 1963; Banky, 1970), низкая температура и сухость воздуха, поступающего в легкие, который там, нагреваясь, поглощает значительное количество влаги (Milit.surgeon, 1951; Mather et al., 1953), и, наконец, холодовый диурез (усиление мочеотделения при низких температурах воздуха) (Stein et al., 1949). Некоторые авторы усматривают причину полиурии в снижении потоотделения при низких температурах воздуха (Merve, 1960; Goldsmith, 1960). На резкое усиление секреции мочи у людей и животных после перехода из среды с умеренной температурой в более низкую указывали ряд исследователей (Мокрое, Кимбаровский, 1950; Bazett et al., 1940, и др.). Учащение диуреза иногда до 7-15 раз в сутки, связанное с усилением секреции мочи, мы неоднократно наблюдали у участников высокоширотных воздушных экспедиций и зимовщиков дрейфующей станции "Северный полюс-3" в первые месяцы пребывания в Центральной Арктике. Аналогичные данные приводят в своих работах врачи дрейфующих станций СП-4, СП-5 и др. (Палеев, 1959, 1961 и др.). Полагают, что в основе этого процесса лежит, с одной стороны, значительное перераспределение объема крови и повышение ее оттока к внутренним органам (Бернштейн, 1964), а с другой - уменьшение реабсорб-ции воды в почечных канальцах из-за снижения функциональной деятельности задней доли гипофиза, вырабатывающей антидиуретический гормон (Оганесьян, 1955; Bader et al., 1952). Однако в условиях охлаждения организма при ограничении водопотребления мочеотделение может значительно снизиться. Так, в наших экспериментах с пребыванием испытуемых в снежных убежищах наблюдалось уменьшение диуреза с 1300-1700 мл до 400-450 мл в сутки. Нарастание мочеотделения, сопровождаясь увеличением потерь хлористого натрия, может вызвать нарушение водно-солевого баланса (Rogers, James, 1964). Видимо, именно этим и объясняются явления обезвоживания, которые наблюдались во время экспериментов в Арктике у испытуемых, питавшихся субкалорийными аварийными рационами, несмотря на хорошее обеспечение водой (Brosek, Grand, 1955). В последующих исследованиях удалось установить, что этот процесс можно купировать приемом двууглекислого натрия (соды). Так, например, испытуемые, принимавшие ежедневно 250 мэкв (1,2 г) соды, теряли воды на 0,93 ± 0,2 л меньше, чем те, кто не получал ее, хотя порция воды у них была на 1 л больше (Rogers et al., 1964). Оптимальная доза, обеспечивающая положительный баланс натрия и устраняющая ацидоз и кетонурию, была определена в 100 мэкв (0,5 г) двууглекислого натрия (Rogers et al., 1968; Rogers, Eksnis, 1969). Что же касается суточной нормы воды, то, по мнению специалистов, она должна быть не менее 2-3 л (Кандрор, 1968; Orth, 1949; McLaughlin, 1981, и др.), хотя, по некоторым данным, можно ограничиться 1,2 л/сутки (Hawkins, 1968). В летний период в высокоширотных арктических районах любые потребности в пресной воде можно обеспечить за счет так называемых снежниц-водоемов, образующихся , на поверхности ледяного поля в результате таяния снежного покрова. Порой они не больше лужицы, но иногда представляют собой настоящие озера пресной воды размером в сотни квадратных метров (Самойлович, 1934; Папанин, 1937). Таяние снегов бывает столь интенсивным, что, например, зимовщикам дрейфующей станции "Северный полюс-3" в течение всего лета приходилось бороться с талыми водами (Волович, 1957; Яковлев, 1975). Глубина снежниц обычно достигает 0,3 - 1,5 м (Дриацкий, 1962). Вода в них чистая, прозрачная, с незначительным от 0 до 3 мг% содержанием солей. Ее без опасения можно пить, не подвергая ни кипячению, ни химической обработке. Интересно, что в недалеком прошлом полярные исследователи опасались использовать для питья воду, образовавшуюся при таянии льда и снега. Среди них господствовало предубеждение, что талая вода вредна для организма. В ней усматривали одну из главных причин возникновения цинги. Именно поэтому Джордж Де-Лонг - начальник американской экспедиции к Северному полюсу на судне "Жан-нетта" (1879 - 1881 гг.) - категорически запретил пользоваться для питья талой водой из снежниц и требовал перегонять ее в специальном кубе, несмотря на необходимость экономить топливо. "Если нам посчастливится вернуться домой, избежав случаев цинги, - писал он в дневнике, - я припишу это исключительно чистой воде, которую мы пьем" (Де-Лонг, 1936). Летняя тундра изобилует водоисточниками-болотцами, ручьями, озерками. Однако воду из них перед употреблением необходимо кипятить или обрабатывать бактерицидными таблетками. В холодный период года источником воды в высокоширотном арктическом районе служит "старый лед". В молодом льде промежутки между ледяными кристаллами более или менее равномерно заполнены солевыми ячейками с рассолом, который выделился в процессе льдообразования. Соленость молодого льда от 5 до 25%о, что делает его совершенно непригодным для получения пресной воды (Smith, 1962). При повышении температуры льда увеличивается объем включенного в него рассола, и ячейки постепенно удлиняются, превращаясь в сквозные каналы, по которым рассол проникает между ледяными кристаллами, опускаясь все ниже и ниже. Этот процесс, особенно интенсивный в летние месяцы, ведет к непрерывному опреснению верхних слоев льда, которое постепенно распространяется на всю его глубину (Кан, 1974). Чем старее лед, тем меньше в нем содержится солей. Поэтому верхняя часть многолетних паковых льдов, поднимающихся над уровнем ледяного поля, зачастую почти совершенно пресная. Опреснение пакового льда идет и в зимнее время вследствие разности температур верхней и нижней поверхности льда. Старый, опресненный лед узнают по его своеобразной голубой окраске, сглаженным очертаниям и блеску. Молодой, свежевзломанный лед имеет темно-зеленый цвет и похож, по образному выражению В. Стефанссона, "на каменные глыбы в гранитной каменоломне или, если он тонок, на битое стекло". Иногда он напоминает аквамарин с оттенком прозрачной зелени. Источником воды может служить также плотный, слежавшийся снег, но выход воды из него составляет не более 7 - 15%, т. е. для получения 1 л воды необходимо растопить 10 - 15 тыс. куб. см снега, а это связано с большим расходом топлива, каждый грамм которого в условиях автономного существования на вес золота. Так, по подсчетам Хокинса, на получение одной пинты воды (0,6 л) при температуре воздуха минус 45° требуется 100 ккал тепла (Hawkins, 1968), то есть надо сжечь 10 - 12 г керосина. На льду в высокоширотном арктическом районе для получения воды используется лишь верхний слой (10 - 15 см) снежного покрова, содержание солей в котором незначительно, всего 7 - 10 мг%. Слой снега, прилежащий ко льду, более насыщен солями, что ухудшает вкусовые качества питьевой воды. В условиях автономного существования при необходимости экономить топливо полезно воспользоваться опытом северных народов. Эскимосы, например, набивают снегом мешочки, сшитые из кишок моржа, и помещают их под меховую парку. Остаточного тепла тела вполне хватает на получение за 5 часов 1,13 л воды (Родаль, 1958). Пользуясь полулитровой флягой из мягкого полиэтилена, помещенной под меховую куртку, нам удавалось получить за 10 часов 0,5 л воды.