Рис.6. Борис Коршунов

И они не просто выдерживают эти, на первый взгляд, убийственные условия, но и выживают без особых последствий для здоровья, поскольку многие участники тех запредельных испытаний живы и здравствуют поныне. Один из них - Борис Коршунов (р. 1935), известный среди покорителей горных вершин как человек-легенда советского альпинизма, семикратный Снежный барс. В течение многих лет он добровольно участвовал в экспериментах, проводимых Институтом медико-биологических проблем (Москва) по выживанию человека в экстремальных условиях. Удивительные люди, «кролики», как они сами себя называли, а фактически, «супермены» советской эпохи, которые были готовы подвергнуть себя испытаниям, просто за-ради любопытства. Предоставим же им слово, поскольку их рассказы – это практически все, что мы знаем об этих потрясающих опытах: «Много было исследований для выявления резервов человеческого организма. Расскажу об одном из экспериментов... Я был в той команде из 6 испытуемых… Задача – проверить организм человека на выживаемость при крайне низкой температуре и большой высоте. Нас помещали в барокамеру (высота 7500 м) при температуре –600С, голыми, на один час… Тепло одетая девушка-врач сидела с нами, фиксировала наши данные. Мы голые сидели в самолетных креслах, и при –600С все волосы на теле, какой бы длины они ни были, вставали дыбом - понятно, что при этом у поверхности тела образовывался промежуточный слой с более высокой температурой. Тогда врач, которая за нами наблюдала, предложила: в камере включать вентилятор два метра в диаметре каждые 10 минут для того, чтобы сдувать этот промежуточный слой. Надо сказать, что вот тогда нам пришлось очень тяжко при –600С и при вентиляторе в течение часа...»

Это интервью появилось на одном из сайтов, посвященных истории российского альпинизма, и мы перепечатываем его здесь почти полностью, поскольку все численные результаты этих уникальных экспериментов достались военным и вряд ли в ближайшее время станут открытыми. Тем не менее, кое-что посчитать возможно. А для этого сделаем небольшой экскурс в количественную физиологию терморегуляции теплокровного организма. В этом нам помогут уникальные разработки новосибирских теплофизиков (под руководством доктора технических наук Александра Васильевича Чичиндаева) в области компьютерного моделирования системы термостабилизации человека, позволяющие замещать эксперименты над «кроликами» виртуальными опытами над виртуальным же человеком.

Как мы остываем?

Считается, что при низких температурах человеческое тело остывает также, как любое неодушевленное физическое тело, то есть примерно, как труп. При этих допущениях теплообмен животного организма не представляет каких-либо трудностей для приближенного расчета. Известно, что теплоотдача обнаженного тела в состоянии относительного покоя сводится к теплопроведению (конвекции), испарению через потоотделение и тепловому излучению. Потоотделение на морозе приостанавливается, и из теплового баланса на морозе его можно исключить. Тогда потери тепла в условиях холода будут описываться суммой теплоотдачи с поверхности тела за счет конвекции и излучения. Иными словами, организм остывает, нагревая окружающий воздух теплом тела за счет разности температуры с окружающим воздухом и излучая тепло в инфракрасном диапазоне. Аналитические выражения (формулы), по которым можно количественно оценить потери тепла на холоде, хорошо известны. Первый закон, описывающий потери тепла за счет проведения, – закон охлаждения Ньютона. Этот эмпирический закон, установленный на основании лабораторных опытов Ньютона, гласит, что скорость охлаждения тела, более нагретого, чем окружающая его среда, прямо пропорциональна площади поверхности этого тела и разнице температур тела и окружающей среды: 

H = C·S·(T – Tв),

где H - скорость теплоотдачи в ккал/час, T - температура тела (370С или 273 + 37 = 310 К (градусов Кельвина)), Tв – температура окружающей среды (273 – 60 = 213 К), S – площадь поверхности тела (для среднестатистического взрослого человека ее принимают за 1.8 м2), C – коэффициент теплоотдачи (для тела человека это примерно 4 Вт/м2·К). Тогда искомая теплоотдача конвекцией в таких условиях составит по приблизительной оценке 700 Вт или 600 ккал/ч.

Теплопотери излучением вычисляются по закону Стефана-Больцмана:

Р = σ·ε·S·(Тк4 – Тв4),

где Р – теплота, теряемая человеком посредством излучения при взаимодействии с окружающей средой, Тк – средневзвешенная температура кожи, которую примем на нижнем пороге переносимости человеком в 200С, σ – постоянная Стефана-Больцмана, равная 5.7·10-8 Вт/м2К4, ε – поправочный коэффициент для кожи белого человека, равный приблизительно 0.55 (для абсолютно черного тела ε = 1). Тогда теплоотдача обнаженного человека излучением в течение часа при минус 600С будет равна приблизительно 300 Вт или 250 ккал/ч.

Итого, суммарные теплопотери за один час (H+P) обнаженного человека в рассматриваемых условиях составят приблизительно 1000 Вт или 860 ккал/ч.

В большинстве учебников физиологии в этом разделе упоминают еще теплопотери для нагревания вдыхаемого воздуха. Однако точный расчет количества тепла, необходимого для нагревания объема одного вдоха, дает поразительно малые величины. Так, для нагрева 0.5 л воздуха, составляющего средний объем вдоха, с –600С до +350С потребуется всего 15 калорий или 0.015 килокалорий. Для нагрева в течение одного часа соответствующего объема воздуха, который в течение того же самого часа составит примерно 500 л, потребуется всего 15 ккал, что дает всего полтора процента от суммарной теплоотдачи в 860 ккал/ч. Причина этого – чрезвычайно малая удельная теплоемкость воздуха: всего 0.241 ккал/кг К. Для желающих поупражняться в простейших теплофизических расчетах напомню базовое аналитическое выражение (формулу), применяемую при вычислении количества тепла, необходимого для нагревания тела (или газа) данной массы до заданной температуры:

Q = c·m·ΔТ

где Q – количество тепла (в ккал), c – коэффициент пропорциональности (удельная теплоемкость в ккал/кг К), m – масса в кг, ΔТ – изменение температуры (в градусах Кельвина К), происходящее в результате подвода к телу количества тепла Q.

Как мы греемся?

Принципиально эти теплопотери должны быть скомпенсированы теплопродукцией, иначе наши герои просто не выжили бы в этих запредельных условиях. Согласно общепринятым представлениям тепло производят практически все клетки организма. Строго говоря, общим энергетическим источником всей совокупности тепловыделения служит энтальпия окислительных процессов, составляющих суть дыхания. И хотя теплообразование идет практически во всем теле, но считается, что для поддержания постоянства температуры любого теплокровного организма дополнительное тепло вырабатывается

1) сокращениями скелетных мышц как произвольными, так и непроизвольными, т.е. холодовой дрожью; сократительный термогенез порождает приблизительно до 800 Вт;

2) за счет усиления внутренних тепловыделений, не связанных с сокращениями мышц – несократительный термогенез, что составляет примерно 400 Вт.

Причем в некоторых монографиях, в частности в отечественных работах, утверждается, что несократительный термогенез, помимо тепловыделений во внутренних органах, также включает в себя неощущаемую дрожь, то есть осуществляется в основном за счет тех же скелетных мышц. Эти источники тепла должны компенсировать теплопотери обнаженного человека в условиях холода, чтобы не допустить охлаждения так называемого «ядра» тела ниже плюс 350С.

Тогда, если мы суммируем сократительный и несократительный термогенез, то получим 1200 Вт или примерно 1000 ккал/ч, что как раз ненамного превосходит теплоотдачу организма человека при температуре минус 600С в течение одного часа.

Иными словами, при приближенных вычислениях всё сходится с точностью до принятых допущений. Тогда получается, что никакого «чуда» тибетские монахи не демонстрируют, и адаптированный к холоду человек безо всякой многолетней буддийской медитации принципиально может выдержать эти предельные условия и, собственно говоря, именно поэтому и не «околевает» от такого, на первый взгляд, убийственного холода.

 «Гвозди бы делать из этих людей – крепче бы не было в мире гвоздей»

Однако А.Ю. Катков не останавливается на достигнутом и незадолго до своей гибели значительно усложняет условия испытаний. Более того, в запредельных опытах, которые когда-либо проводились в полевых условиях с научными целями… на добровольцах, он встает рядом с ними. К сожалению, на сегодняшний день мы имеем только непрофессиональное описание этих уникальных экспериментов в уже упомянутом интервью Бориса Коршунова. Вот его краткое изложение:

В начале ноября, они взошли на Эльбрус, практически без одежды (в болоньевых куртках) при ураганных ветрах со снегом, который пробивал палатку насквозь так, что за ночь она вся набивалась снегом. Всего провели две такие ночевки. Огонь использовать не разрешалось, сухие зерна овса (выданные в качестве сухого пайка и строго рассчитанные по величине физических нагрузок в ккал за двое суток) засыпáли снегом в пластиковых коробках, которые держали в плавках, чтобы утром съесть оттаявшую и размокшую «кашу». Вечером надо было выпить сырое яйцо. Яйца на морозе превратились в ледышки, и их также пришлось полночи «разогревать» во рту, чтобы хоть как-то отправить яичный белок в желудок…

Если читатель думает, что здесь какое-то преувеличение, что этого никак не может быть, что это какие-то альпинистские байки, то могу вас заверить: на самом деле, все было еще экстремальнее. Более того, наши испытатели прекрасно осознавали, на что они идут, фактически кладя свои жизни на алтарь науки. Рассказывает Борис Коршунов: «Давались ли нам какие-нибудь гарантии в случае потери здоровья во время экспериментов? Нет. Каждый из нас подписывал бумагу, сформулированную в очень обтекаемой форме - в любых вариантах, как нам объяснил юрист, при предъявлении наших претензий возместить ущерб здоровью как следствие эксперимента, ничего бы не вышло. Мы все официально находились на больничных листах, и там стоял такой диагноз, что даже медики с громадным опытом не могли понять, о чем именно речь». Истинные мотивы этих самоотверженных людей кратко и точно выразил тот же Б. Коршунов: «Мне, к примеру, было крайне интересно, на какой скотине я езжу. Хотелось знать свою границу возможностей».

Количественная оценка теплопотерь при этом эксперименте практически невозможна, поскольку мы не располагаем какими-либо протоколами этих испытаний пределов человеческой холодоустойчивости. Одно можно сказать совершенно точно, если бы результаты этих испытаний были опубликованы, то многие положения современной физиологии терморегуляции пришлось бы пересмотреть, но об этом чуть позже.

Второе начало термодинамики или почему "оболочка" не может согреть "ядро"

В 1850 году профессор Берлинского университета Рудольф Юлиус Иммануил Клаузиус формулирует один из фундаментальных законов природы, просто обобщив наблюдаемые явления передачи тепла:

 «Различные соображения, касающиеся природы и поведения теплоты, привели меня к убеждению, что проявляющееся при теплопроводности и обыкновенном излучении тепла стремление теплоты переходить от более теплых тел к более холодным, выравнивая таким образом существующие разницы температур, связано так тесно с самой ее сущностью, что оно должно иметь силу при всех обстоятельствах. Поэтому я выдвинул в качестве принципа следующее предложение

Теплота не может переходить сама собой от более холодного тела к более теплому»

Последнее положение больше известно под названием второго начала термодинамики, и оно приведено здесь в виде дословной цитаты именно для того, чтобы показать, как этот постулат Клаузиуса игнорируется в большинстве работ по физиологии терморегуляции теплокровного организма.

Дело в том, что постоянство относительно повышенной температуры у теплокровных (гомойотермных) животных распространяется только на ядро тела, окруженное оболочкой периферических тканей, температура которых ниже и в бóльшей степени зависит от окружающей среды. Иными словами, наша оболочка остывает так же, как и у хладнокровных (пойкилотермных) животных. Деление тела на «ядро» и «оболочку» несколько грубовато, но очень полезно для некоторых качественных и отчасти количественных оценок механизмов терморегуляции. На рисунке 7 приведены изотермы, показывающие соотношение гомойотермного ядра тела с температурой +37оС и его пойкилотермной оболочки, температура которой меняется в зависимости от внешней температуры.

Рис. 7. Температура различных областей тела человека в условиях холода (А) и тепла (Б). Затемненная область – «ядро» тела

Легко видеть, что в условиях холода практически вся скелетная мускулатура находится в области с пониженной температурой, соответственно направление теплопередачи может быть реализовано только от «ядра» тела наружу, но никак не наоборот. Согласно только что приведенному в наиболее простой форме второму началу термодинамики, ВСЯ теплопродукция мышц должна идти на разогрев "холодильника", то есть внешней среды, но никак не ядра тела. Иначе говоря, сколько бы тепла мышцы не производили, согреть внутренние органы они смогут только при наличии теплоизоляционной наружной прослойки. Это может быть мех, шерсть или теплая одежда из той же шерсти или меха, которые создают теплоизолирующий слой воздуха вокруг тела и возвращают тепло внутрь организма. Для обнаженного человека всё тепло, производимое скелетными мышцами, будет уходить на обогрев окружающей среды, но не на согревание ядра тела. Организм, конечно же, пытается поднять весь имеющийся волосяной покров напряжением специализированных подкожных мышц, поднимающих волос, что на латыни значится как «пилоэрекция». На бытовом языке мы называем это явление «гусиной кожей». Однако пилоэрекция есть не более чем атавистическая рефлекторная реакция организма, когда-то имевшего меховой покров. Генетически заданный безусловный рефлекс продолжает работать, но волос у нас на теле явно недостаточно, чтобы обеспечить эффективную задержку теплоизолирующей воздушной прослойки непосредственно у тела. Более того, даже легкий ветерок практически мгновенно сдувает эту эфемерную теплозащиту.

Так, каким же образом скелетные мышцы человека участвуют в терморегуляции "ядра" тела? И можем ли мы суммировать теплопродукцию в мышцах с внутренними тепловыделениями ядра тела при экспонировании его на морозе? С учетом Второго начала термодинамики, задающего направление термодинамических процессов от тепла к холоду, мы должны дать отрицательный ответ на этот вопрос. Сократительный термогенез в мышцах может быть сколько-нибудь эффективен только при наличии теплоизоляции (мех, шерсть, теплая одежда). Именно поэтому известные канадские исследователи холодоустойчивости, Алан Бартон и Отто Эдхолм, авторы классического труда с титульным названием «Человек в условиях холода», называют температуру окружающей среды всего в +20С абсолютно смертельной для обнаженного человека.

Гомойотермия - это не только теплокровность

Самое интересное, что впервые способность мышц производить тепло была зафиксирована на изолированных мышцах лягушки, типичного хладнокровного животного, и собственно до сих пор количественные соотношения между слагаемыми теплопродукции известны только для мышц земноводных. И хотя неясно, насколько они приложимы к мышцам теплокровных животных, в большинстве работ по физиологии терморегуляции подразумевается универсальность этих отношений. Соответственно, после того, как в 1949 году английский физиолог Арчибальд Вивиен Хилл (удостоенный в 1922 году Нобелевской премии «за открытия в области теплообразования в мышце») нашел, что теплопродукция одиночного сокращения портняжной мышцы лягушки составляет 3 мкал/г (3 ·10-3 кал/г), именно эта величина в научной литературе стала фигурировать как энергетическая константа одиночного мышечного сокращения, свойственная всем остальным животным, включая человека.

Однако способность мышц лягушки рассеивать энергию в виде тепла (диссипация) никоим образом не делает лягушку теплокровным животным. Большинство летающих насекомых также способны продуцировать достаточное количество тепла за счет сокращений летательных мышц. К примеру, шмель первым среди медоносов отправляется на сбор нектара, поскольку его известная мохнатость позволяет лучше сохранять вырабатываемое летательными мышцами тепло. А бабочка ванесса, размахивая крыльями, даже в прохладную погоду, при температуре всего лишь в 100С, за несколько минут умудряется согреться до 350С, а во время полета ее температура достигает 370С, совсем как у теплокровных. Но это опять-таки не делает их всех истинными теплокровными, способным поддерживать постоянную температуру тела – то, что и называется гомойотермией.

Собственно суть гомойотермии состоит не в том, что мышцы теплокровных животных производят тепла больше, чем мышцы лягушки, но в принципиально иной схеме реагирования на изменения температуры окружающей среды. У холоднокровных животных при повышении температуры окружающей среды обмен веществ возрастает за счет ускорения химических реакций. При понижении температуры среды обмен веществ падает, и активность животного уменьшается, вплоть до полного анабиоза. Именно поэтому Вы можете безбоязненно засунуть свою голову в пасть крокодилу при условии, что предварительно его (крокодила) часа три продержат в холодильнике. Но стоит только крокодилу отогреться, и он без колебаний оторвет Вам голову.

Совсем иная реакция метаболизма у теплокровных животных и человека: при повышении температуры среды обмен веществ у них должен снижаться, а при понижении температуры окружающей среды обмен веществ, наоборот, увеличивается для соответственно бóльшей выработки тепла и поддержания требуемого постоянства теплосодержания «ядра» тела. Вопрос только в источнике этого дополнительного тепла, который в большинстве работ по физиологии терморегуляции принято связывать с мышечным термогенезом, как сократительным, так и несократительным (так называемая неощущаемая дрожь).

Но тогда в очередной раз получается, что именно периферия («оболочка») вносит основной вклад в согревание «ядра», и кровь, притекающая к мышцам из «ядра», должна иметь более низкую температуру, чем в мышцах, для того, чтобы там согреваться. После чего, нагретая в мышцах кровь, опять-таки не отдавая тепло в окружающее пространство, "бережно" понесет мышечное тепло внутрь «ядра» тела. Последнее просто противоречит Второму началу термодинамики как одному из фундаментальных законов природы. Иными словами, этого не может быть, потому что этого не может быть никогда. Мышечная и соединительнотканная оболочки в условиях холода принципиально не могут согревать ядро и в лучшем случае исполняют роль теплоизолятора. Для этого и предусмотрены сосудодвигательные реакции холодовой адаптации, резко снижающие периферийное кровоснабжение, что и в самом деле значительно снижает теплоотдачу. Но для нашего случая, то есть для обнаженного человека, выставленного на мороз с пронизывающим ветром, «голая оболочка» – явно плохой теплоизолятор.

Тогда, если что и может согреть ядро тела человека, то этот источник может находиться только глубоко внутри тела. В качестве возможных органов внутренней теплопродукции довольно часто называют печень, кишечник, бурый жир. Однако прикидочные расчеты доказывают: их недостаточно для покрытия теплопотерь обнаженного человека в условиях пронизывающего холода.

Так мало бурого жира

За последние 50 лет появилось большое число сообщений, так или иначе касающихся чрезвычайно высокой терморегуляторной активности бурой жировой ткани. И действительно, бурый жир в заметных количествах встречается только у млекопитающих и представляет собой разбросанные по организму скопления жировых клеток бурого цвета. В отличие от обычного белого жира, который окисляется в печени, бурый жир окисляет свои составные части (жирные кислоты и глицерин) в собственной клетке, причем практически вся энергия окисления идет на образование тепла. Бурый цвет он имеет на разрезе из-за обилия митохондрий, в которых и происходит интенсивное окисление жиров с выделением большого количества тепла. Именно бурый жир позволяет плавать животным в холодных морях, а так же выживать в условиях зимней спячки. Более того, довольно большие скопления бурого жира спасают детенышей млекопитающих от переохлаждения вследствие резкой смены температур при рождении. Этот же механизм недрожательного термогенеза в бурой жировой ткани найден и у человеческих новорожденных. К сожалению, у взрослого человека относительная масса бурой жировой ткани составляет едва ли 1% от массы тела, и точный расчет максимально возможного вклада теплообразования из бурого жира доказывает, что диффузия тепла от имеющегося бурого жира сможет повысить температуру всего тела едва ли на 0.050С (при условии предельно допустимой внутриклеточной температуры в 420С). Очевидно, для организма человека бурый жир не может рассматриваться как эффективный источник тепла для защиты от холода. 

Однако запомним эту замечательную способность жиров служить потенциальным субстратом для прямой теплопродукции у млекопитающих, поскольку мы уже подошли к кульминации нашего повествования.

Для полноты изложения рассмотрим еще печень, которой также концептуально приписывают значительный вклад в общую теплопродукцию. Однако ее относительная массовая доля не намного превосходит количество бурого жира в организме человека: средняя масса печени в 1.5 кг составляет едва ли 2% от массы среднестатистического человека весом в 70 кг. И хотя температура в печени действительно на два-три градуса больше, но этим же и ограничивается тепловой напор, необходимый для нагревания ядра тела. Иными словами, слишком мала разница температур внутри и вне печени, и слишком мала объемная скорость кровотока через нее. То же можно сказать и о теплопродукции в кишечнике. Приблизительные расчеты доказывают, что тепловыделение из одной только брюшной полости явно недостаточно для поддержания гомойотермии, особенно при -600С…

А вместо легких пламенный мотор

В 1960 году в издательстве Академии наук СССР выходит монография отечественного биофизика австрийского происхождения, старшего научного сотрудника Института биофизики АН СССР, Карла Сигизмундовича Тринчера под весьма замысловатым, на первый взгляд, названием «Теплообразовательная функция и щелочность реакции легочной ткани». Опасения автора, давшего своей книге несколько завуалированное название, были не беспочвенны. Хорошо известна роль дыхательных путей и легких в охлаждении перегретого собственным теплом гомойотермного организма. Ближайший пример – легко наблюдаемое у домашней собаки в жару частое дыхание с высунутым до земли языком, что и спасает от перегрева одетое в собственную шубу животное, лишенное потовых желез. Но вот участие легких в теплопродукции – явление, фактически открытое К.С. Тринчером, –  физиологи игнорируют до сих пор. 

Рис.8 Карл Сигизмундович Тринчер (1910-1997)

Тем не менее, исследуя судьбу жиров, поступивших в организм теплокровных животных, К.С. Тринчер останавливается на давно известном в экспериментальной физиологии факте: при прохождении крови через легкие, то есть через малый круг кровообращения, из нее извлекаются жиры. Это открытие сделали почти 100 лет назад французские физиологи Л. Бине и М. Роже. И с тех пор был накоплен огромный экспериментальный материал и уточнено, какие именно жиры, жирные кислоты и жирообразные вещества (включая и холестерин!) окисляются в легких. Заинтересованный читатель сможет ознакомиться с этим вопросом в короткой заметке самого К.С. Тринчера, опубликованной в славном журнале «Химия и жизнь» (№1, январь, 1973) под названием «Мороз горячит кровь (термостатирующая функция легких)». Это была практически последняя попытка отчаявшегося ученого обратить внимание академической общественности на найденные им доказательства прямого неферментативного окисления жиров в легочных альвеолах. В последних работах на родном немецком языке, будучи уже профессором Венского университета, он называл это явление Fettverbrennung ‘сжигание жира’. И в самом деле, как еще можно назвать окисление жиров крови внутри альвеолярного пузырька (конечной терминали дыхательных путей) до углекислого газа и воды, выделяемых с выдыхаемым воздухом как конечные продукты? Разумеется, ряд вопросов пока остаются без ответа: Где именно происходит это «сжигание» жиров? Внутри альвеолярного пузырька или на границе фаз? Что «поджигает» эти жиры?... Выражаясь академическим языком, здесь необходимы дополнительные исследования, которые тогда, в середине XX века, еще не имели соответствующего инструментального обеспечения, да и не были поддержаны большинством коллег К.С. Тринчера, что, собственно говоря, продолжается до сих пор. Но не будем углубляться в академические споры и интриги, фактически похоронившие эти интереснейшие разработки отечественной биофизики, а просто попробуем разобраться.

И в самом деле, именно легкие как полый орган, через который за короткое время проходит вся масса циркулирующей крови, наилучший претендент для поддержания температурного гомеостазиса – постоянства теплосодержания ядра тела гомойотермного организма. В условиях жары легкие будут охлаждать кровь, а в условиях холода, наоборот, согревать ее как главный теплообменник внутренней среды теплокровного организма. Существенное отличие легких как главного органа теплопродукции состоит еще и в том, что в легочном пузырьке (внутри альвеолы) нет физико-химического запрета на превышение предельно допустимой температуры внутриклеточных окислений (не более 420С – температуры сворачивания белка), прежде всего, благодаря эффективному отводу тепла по малому кругу кровообращения. Аналогичным образом объясняется феномен «огнеходства»: ненарушенный кровоток в стопе отводит тепло от раскаленных углей, не допуская теплового повреждения тканей. Именно поэтому, кстати, невозможно прожечь полиэтиленовый пакет, наполненный водой.  

Тогда, нагретая в малом круге кровообращения (в легких) кровь, как подогретый жидкий теплоноситель, подается в «оболочку» тела для ее немедленного разогрева, препятствующего преждевременному переохлаждению конечностей теплокровного животного. Другими словами, так реализуется гемодинамическая терморегуляция теплокровного организма. При этом мощность термогенеза в легких должна значительно превосходить обычно упоминаемые в этой связи сократительный и несократительный термогенез.

А как же туммо?

Вот теперь мы можем вернуться к таинственной практике тибетских йогов, поскольку ответ на вопрос, что же согревает кровь на морозе, уже фактически изложен.

Именно эта нереспираторная (недыхательная) функция легких и позволяет нам свободно дышать на лютом морозе, поскольку холодный воздух согревается одновременно с кровью за счет внутрилегочных окислений жиров, выделяющих тепло, углекислый газ и воду, которую мы и видим на холоде в виде привычных клубов пара.

  Рис. 9. Схема запуска внутрилегочного термогенеза по К.С. Тринчеру (1991)

Впрочем, наиболее существенный из научных результатов К.С. Тринчера состоит даже не в том, что он теоретически и экспериментально доказал факт неферментативного окисления жиров в легких, но в нахождении условий, вызывающих этот процесс. Обнаружив при острой кровопотере у экспериментальных животных повышение температуры внутри легких, К.С. Тринчер перечисляет и находит экспериментальные подтверждения прочих условий, при которых запускается внутрилегочный термогенез (см. Рис. 9).   

В установлении такого рода закономерностей и заключается главная задача науки. Когда явления, на первый взгляд, никак не связанные друг с другом, оказываются объединенными в одной новой, доселе неизвестной закономерности, в данном случае описываемой всего одним словом – гипоксия, или пониженное содержание кислорода. Точнее сказать, гипоксемия – пониженное содержание кислорода в крови – запускает термогенез в легких не только на холоде, когда гипоксемический сигнал порождается спазмом периферических сосудов (сосудодвигательная часть адаптации к холоду), но и во время физической работы, когда мышцы, активно потребляющие кислород из крови, быстро создают все тот же самый гипоксемический сигнал, запускающий все тот же процесс теплопродукции в легких. Вот почему, разогретые до пота, мы скидываем одежду на морозе, чтобы удобнее было колоть дрова. На всякий случай повторим еще раз: мышечный (сократительный) термогенез, который считался ответственным за повышенную теплопродукцию во время интенсивной физической нагрузки, отправляет все вырабатываемое тепло на обогрев окружающего морозного воздуха, но никак не внутреннего ядра тела. А вот вызванный рабочей гипоксией термогенез в легких разогревает нас в любых условиях - и на холоде, и тем более в жару.

Туммо в режиме автоэксперимента

Вооружившись вышеизложенными сведениями, разобраться в таинственной практике туммо теперь уже становится возможным без привлечения тибетских учителей.

Рис. 10. Слева направо: Иванов А.И., Минвалеев Р.С., Архипова И.В., Справа налево: Демин А.В., Васильев А.К.

Для решения этой задачи был создан неформальный научный коллектив (Рис. 10), в котором каждый участник вносит свой вклад в разработку нового метода повышения холодоустойчивости. Развивая термодинамический подход К.С. Тринчера, питерский математик Анатолий Иванович Иванов (научная школа проф. Вл.И. Зубова) создает термодинамическую модель легочного термогенеза, из которой следует, что с понижением температуры окружающей среды, температура в легких, как главном органе теплопродукции, может значительно возрастать. Физиолог Артём Валерьевич Дёмин, нынешний научный сотрудник Института медико-биологических проблем (Москва), ранее изучавший специфическое динамическое действие барсучьего жира и легочный термогенез при пищевых нагрузках, на свои средства организует переводы индийских и тибетских текстов закрытых традиций, посвященных йоге внутреннего огня. Переводы, выполненные востоковедом и биофизиком по первому образованию Алексеем Константиновичем Васильевым, позволили в деталях освоить набор физических и дыхательных упражнений, необходимых для значительного увеличения собственной теплопродукции.

В сочетании с вновь найденными результатами математик А.И. Иванов и автор этих строк достигают такого управления собственной теплопродукцией, что 31 января 2007 года в Токсово под Санкт-Петербургом при температуре –200С высушивают на себе мокрые простыни, повторив тибетские испытания на холодоустойчивость, описанные Александрой Давид-Неэль. Уникальный эксперимент фиксирует на видео съемочная группа киностудии исторического фильма «Фараон» во главе с Ириной Владимировной Архиповой. Она же организует две научноисследовательские экспедиции в рамках авторского проекта «В поисках утраченных знаний», направленного на поддержку отечественной науки. Первая, посвященная памяти проф. Вл.И.Зубова, отправляется на Эльбрус в июле 2007 года, вторая - в Гималаи в мае 2008 года. Мы изучили, как высотная гипоксия и практика повышения теплопродукции влияют на липидный профиль крови. У всех испытуемых с подъемом на высоту, при постоянной практике повышения теплопродукции, снижался уровень атерогенных жиров и холестерина. Кроме того, у них резко уменьшалось содержание в крови главного стрессового гормона кортизола. Это подтверждает, что такой метод повышения холодоустойчивости не включает механизмы стрессовой адаптации.

 Рис.11. Р.С. Минвалеев и А.И. Иванов выполняют практику туммо на Эльбрусе

На весну 2009 года запланирована очередная экспедиция в Гималаи, где мы все же надеемся найти хотя бы одного монаха, владеющего туммо, для проведения совместных испытаний по наработанным протоколам.

Все больше убеждаемся, что легендарная практика туммо - это не чудо, но выработанный веками метод противостояния холоду, который вполне может быть применен для значительного повышения холодоустойчивости лиц опасных профессий (военных, сотрудников МЧС, альпинистов). Да и лечебные эффекты почти забытых ныне горных санаториев в свете наших исследований приобретают весьма интересные перспективы для лечения и профилактики таких серьезнейших заболеваний как атеросклероз и даже туберкулез, о чем мечтал еще К.С. Тринчер, когда пытался достучаться до отечественных фтизиаторов… Но это уже совсем другая история.

Что почитать: 

• 1. Давид-Неэль Александра. Магия и тайна Тибета. Перев. с англ. В.Ковальчук. – К.: «София», 2003; М.: «София», 2003.

  2. Бартон А., Элхолм О. Человек в условиях холода // Пер. с англ. – М.: Издательство научной литературы, 1957.

  3. Тринчер К.С. Теплообразовательная функция и щелочность реакции легочной ткани. – М.: Изд-во АН СССР, 1960.

  4. Иванов А.И., Савельев Е.В. Математическая модель термогенной функции легких в условиях низких температур. Термодинамический подход. // Спортивна медицина (Украина), 2008, №1, с. 170-173.

о практике тумо в исполнении Минвалеева Р.С. и Иванова А.И.

Ссылка

краткий фотоотчет о практике тумо в исполнении Минвалеева Р.С. и Иванова А.И. можно увидеть здесь:

http://foto.mail.ru/mail/rinad_minvaleev/60/

Физика и физиология тибетской йоги туммо

http://www.realyoga.ru/Physiology/science/1140/2217.html

 Цитаты по теме (5):

1. "-Какова примерно продолжительность дыхательного цикла ?

Примерно 30 сек: выдох-задержка (наули)-вдох + обычное дыхание" 

2.  http://megavideo.com/?v=2DA9XQRW

Ссылка

3. "Полулотос. Задержки дыхания на выдохе с уддияной и мулабандхой (получалось не всегда). Втягивание живота в уддияне делал с остервенением... затем микродовыдох и меееедленный вдох. Ладони начинают теплеть. На этом тепле сосредоточил внимание и продолжал."

4. trans_formator

при просмотре видеоролика там где Минвалеев с Ивановым

там где исполняет Иванов:

в середине видео:

- делает выдох за 3 сек и втягивание живота

- прижимает подбородок к груди

- покачивается из стороны в сторону

- руками в колени весом тела не упирается

- но видно что как бы делает подшагивающие движения (получается так что живот как бы вращается) 12 раз за 10 секунд

- корпус слегка наклонен вперед

- почемуто быстрый( за 3 секунды)??!! вдох и по новому циклу

- вдох с запрокидыванием головы немного вверх

в конце видео:

- вдох 3 секунды

- вдох с запрокидыванием головы немного вверх

- делает просто выдох за 3 секунды и втягивание живота

- прижимает подбородок к груди

- без каких либо движений сидит с втянутым животом 17 секунд

в самом начале и в самом конце видео:

- пара быстрых вдохов выдохов (за 1-6 секунд)

- затем видно глубокий вдох 13 секунд??

- выдох очень медленный и в это время поет секунд 14

только я не понял что он там в начале видео делает: задержку дыхания на вдохе?

- вдыхает и напрягает мышцы живота??

там где исполняет Минвалеев:

- выдох с втягиванием живота

- 13 раз тряс животом за 4ре секунды

- вдох 4 секунды/небольшая задержка/выдох 4ре секунды

выдох

- руками держатся за коленки и руками их тоже подталкивают при движении живота вовне

- корпус слегка наклонен вперед

- акцент ускорения на движении живота вовне

? мб движение совершается диафрагмой??

- подбородок слегка наклонен

? может быть даже делается на непрерывном выдохе???

- с закрытыми глазами

? мб напрягается грудь????

- или же просто держится расширенной межреберными мускулами

- к концу наблюдается уменьшение амплитуды движения животом и ускорение

? мб делается не на полном выдохе??

? выдох медленней чем вдох?

- вдох так же как и я делается

- с поднятием головы вверх

? и м б с распрамлением позвоночника??

- с поднятием плеч

- полный вдох помойму

- и с расслаблением живота 

5. trans_formator

 паттерн дыхания

- вдох 4 секунды

- задержка 10-20 секунд, за это время 10-20 движений

- выдох 4 секунды

паттерн обучения

- вдох 1сек

- выдох 1сек

- ложный вдох 1сек

- подшагивания 4 сек

условия

1 низкая температура окружающей среды:

- те выйти на мороз

- сесть в ледяную воду

2 принять внутрь жиры

- те съесть чтонить жирное

[3 горная гипоксия те пониженное содержание кислорода во внешней среде] необязательное условие

- те подняться в горы

выполнение

1 полный вдох:

начиная с живота

+ немного присесть: чтобы расслабить нижнюю часть живота для большей вместительности воздуха

и заканчивая грудью

+ руки вверх: чтобы лучше заполнить верхнюю часть легких

+ голову запрокинуть немного вверх по тойже причине

2 выдох

начиная с живота

+ наклониться чтобы больше ушло воздуха

+ начать втягивать живот

заканчивая грудью

+ упереть руки в колени ног чтобы вес тела пришелся на руки

3 ложный вдох

1 сильно втянуть живот чтобы он прилип к позвоночнику

2 те после того как уже просто сильно втянули надо потом сделать ложный вдох, чтобы живот еще сильнее прилип

4 подшагивания [как вариант соврешать вращательные движения в пояснице как это делает иванов]

1 опереться на руки: удерживать значительную часть веса тела на руках

2 отрываем приподнимаем так чтобы было заметно одну руку от колена а затем другую ритмически

. нажимаем поочередно на ноги

. те опираемся поочереди

. те начинаем “подшагивать” руками

- подшагивать вверх по бедрам

- враскачку из стороны в сторону

???получается что живот намеренно сокращать не надо т.к. в это время поперечные мышцы живота будут рефлекторно сокращаться

> глотательные движения как помогающая предотвратить вдох фишка, их можно делать все время во время подшагивающих/сократительных движений

> подбородок опущен горловой замок

> копчик и анус подтянут нижний замок

эти два замка обеспечивают опору диафрагме см анатомию дыхания

> пятки у ануса как в мулабандхе это если туммо делается сидя

> обмотаться холодными простынями чтобы не было так жарко

1 вдох очень медленный см выше

+ вдыхать через рот (как фишка которая позволяет увеличить и растянуть время выдоха) тк можно сжать губы и стараться растянуть вдох

эффекты

- небольшому головокружению и

- довольно ощутимому выбросу тепла в верхней части груди.

- это яркое упражнение для шоу которое сразу дает эффект за одно занятие, таким образом за два дня любого можно научить сидеть на морозе с голой жопой так как в этом упражнении идет сильнейщий разогрев легких

подготовительные упражнения

- массаж живота 15 мин

принципы

- в основе накачки энергетики два вида дыхательных упражнений:

а задержка дыхания на вдохе

б задержка дыхания на выдохе которую мы и используем здесь

- причем делаем полный выдох как в туммо/уддияне с втягиванием живота

- основа накачки энергетики по йогананде в теле это чередования напряжения/расслабления в медулле, поэтому на задержке мы

- максимально напрягаемся/расслабляемся

- делаем мгновенный переход между напряжениям и расслаблением

- выгибаемся

- руки вверх для большего напряжения и растяжения

- дельта ритм

- основа по Игорю сенсетивности или же всплеска энергетики те может быть наоборот ненадо двигаться???

- активно работают легкие

- для этого наверное и нужны ГГ модификации упражненний которые активизируют крутящими движениями межреберные наружные мышцы которые активно учавствуют в дыхании

[ - анкхарист считает что происходит выкачивание воздуха изнутри]

[- вишневский считает что происходит вакуум ци и поэтому тело потеет и втягивает ее через все тело]

паттерн

- выдох по времени как в туммо

- ложный вдох: мгновенный

- задержка 4-6 сек

- довыдох ртом мгновенный

- отдых: нормальное дыхание 4 сек

алгоритм

- закрыть глаза

- максимально обнажиться

1 выдох: туммо часть касающаяся выдоха (поэкспериментировать с низиной стойки и позой эмбриона)

- согнуться опираясь на колени

- расслабиться полностью

2 ложный вдох:

- максимально прогнуться назад корпусом прогибание спины максимально изменяет гормональный фон

- с запрокинутыми вверх руками для усиления эффекта??

- максимально запрокидывается голова

- пальцы рук сжимаются в кулаках

- делается ложный вдох, так что живот еще сильнее прилипает к позвоночнику

- назад двигаться может быть даже со звуком «Н»

- глаза направить вверх йоганандовский элемент магнетизации позвоночника

3 задержка:

- напрячь все мышцы тела максимально

. те на этом шаге все внимание уделять тотальному напряжению всех всех мышц тела

- после полного напряжения, когда единственным вашим желанием будет желание вздохнуть, вот тогда - выдох и вдох обычно это 4 секунды

4 выдох:

- тело мощным броском сгибается вперед

? бросок должен быть мощный

- так что вытянутые руки достигают пола

- довыдох

- резкий

- ртом

- может быть даже со звуком «КХ»

5 отдых , варианты

1) полный пока не отдохну

2) 4 сек или столькоже сколько делал напряжение

. в отдыхе используется позиция для туммо с согнутыми коленями см пункт выше

- но можно не опираться на руки а руки свесить

. в отдыхе может быть даже подвигаться как хочется и поболтать руками

креатив

делать отжимания/приседания.. с таким же паттерном дыхания

эффекты

- должна появиться слезинка в глазах

- это яркое упражнение для шоу которое ведет к сильнейшему развитию энергетики

после упражнения

- холодный душ 2 мин, горячий душ 2 мин

- упражнения на перераспределение

подготовительные упражнения

- разогрев: бег на месте 5 мин

- туммо идет как подготовительное упражнение: тк в ГГ присутствует элемент туммо

- поочередное напряжение/расслабление

- лежа

- стоя