Жизнь человека зависит от температуры

Человек – теплокровное животное. Способность регулировать температуру тела дарит возможность жить в регионах с самым разным климатом, круглый год сохранять высокий уровень активности. Но за этот эволюционный бонус приходится платить, например, огромными энергозатратами, из-за которых теплокровные животные потребляют в десятки раз больше пищи, чем хладнокровные существа того же веса, а также, вполне вероятно, и способностью долго жить. Так как же влияет температура тела на продолжительность жизни?

Эксперименты по снижению температуры тела

«Охладив тело всего на полградуса, можно продлить жизнь на 20%» – к таким выводам пришли ученые из Института Скриппса (Калифорния) в ходе эксперимента с мышами. В исследовании участвовали грызуны с искусственной генетической мутацией в гипоталамусе. Расположенный в этом отделе мозга центр терморегуляции реагирует на малейшие температурные колебания и отдает приказ о включении внутренней «печки» или «кондиционера». Поэтому американские ученые вывели мышей, у которых был активирован ген, отвечающий за «местный нагрев» зоны возле гипоталамуса. Повышение локальной температуры гипоталамус принимал за сигналы об избыточном образовании тепла в организме и включал «системы охлаждения».

В результате температура тела у таких мышей была на 0,2 – 0,5 градусов ниже, чем у их обычных собратьев, а жизнь – длиннее (у грызунов мужского пола, в среднем, на 12%, а у самок – на 20%). В обеих группах мышей образ жизни и диета были одинаковые.

По словам биогеронтолога Брайана Кеннеди, имеются данные о связи между пониженной температурой тела и потенциалом долгой жизни у людей. Ученые объясняют это замедлением обменных процессов, однако необходимы дальнейшие исследования в этом направлении.

Со снижением температуры тела ученые, предположительно, связывают и увеличение продолжительности жизни при низкокалорийном рационе. Исследователи, начиная с 30-х гг. прошлого столетия, проводили эксперименты, сажая на диету насекомых, амфибий, рыб, грызунов и добавляя 20-50% к их средней продолжительности жизни. В конце 90-х годов было установлено, что при низкокалорийной диете у приматов наблюдается стабильно низкая концентрация в крови инсулина и глюкозы, снижение температуры тела и уменьшение энергозатрат.

Животные-долгожители: чем прохладнее, тем дольше

Практически все млекопитающие способны к поддержанию стабильной температуры тела. Однако есть и исключения. К сожалению, один из самых интересных с точки зрения терморегуляции экземпляров исчез с лица земли около пяти тысяч лет назад. Речь идет о балеарских козлах, чьи останки были найдены на островах Майорка и Менорка. Изучив скелет и внутреннее строение костей, биологи пришли к выводу: это странное островное животное сочетало в себе черты млекопитающих и рептилий. От последних им досталась способность снижать скорость обменных процессов и, соответственно, температуру тела, ориентируясь на наличие пищи и погодные условия. Ученые считают, что балеарский козел был малоподвижным животным, но при этом жил почти в два раза дольше своих прыгучих сородичей: 28-30 лет против «стандартных» для подобных особей 10-15 лет. Биологи полагают, что именно способность понижать температуру тела и, соответственно, замедлять метаболизм во многом и определяли долгую жизнь этого существа.

Среди ныне здравствующих животных единственным известным науке млекопитающим, чья температура тела зависит от окружающей среды, является голый землекоп. Этот существо, обитающее в саваннах и полупустынях некоторых регионов Африканского континента – недалекий родственник мышей и крыс, но живет при этом в десять раз дольше, чем его ближайшая родня: около 30 лет против 1,5-3 лет, характерных для обычных грызунов.

Голые землекопы ютятся колониями в подземных тоннелях: когда становится прохладно, они перебираются ближе к поверхности и собираются в группы, минимизируя потери тепла. Зверьки устойчивы к кислородному голоданию и высокой концентрации углекислого газа, смертельной для других грызунов. Исследователи считают, что причина такой стойкости в медленном обмене веществ, скорость которого в два раза ниже, чем у похожих особей. Таким образом, низкую температуру тела, замедленный метаболизм наряду с некоторыми другими особенностями землекопов (например, способностью на всю жизнь «застревать» в детском возрасте) ученые считают ключевыми факторами беспрецедентной для грызунов продолжительности их жизни.

Также объектом изучения специалистов являются животные, способные снижать температуру тела и скорость метаболизма в определенные моменты жизни. Например, температура тела колибри и некоторых других птиц, летучих мышей, некоторых видов  грызунов снижается при впадении в ночное оцепенение (торпор) или в спячку. Днем организм колибри «разогревается» до 43°С, а во время ночного оцепенения остывает до 35°С (и, по некоторым данным, ниже 30°С), у карликового мышиного лемура во время десятичасового торпора температура падает ниже 7°С, а у беренгийского суслика в период зимней спячки может опускаться до  –2°С.

Практически все животные, обладающие способностью к временному «охлаждению» и замедлению веществ (будь то торпор, зимняя или летняя спячка), живут дольше эволюционно близких к ним видов, стабильно поддерживающих высокую температуру тела. Так, колибри доживает до 10-12 лет, несмотря на высочайшую скорость метаболизма; мыши, бодрствующие круглогодично, редко «дотягивают» до четырех лет, в то время как продолжительность жизни их сородичей, впадающих в спячку, составляет около восьми лет, а у летучих мышей – около 18 лет. По мнению биологов, способность снижать температуру тела на 2-3 градуса помогает увеличить продолжительность жизни в 1,5-2 раза.

Можно ли «заморозить» человека?

В середине ХХ века канадский хирург Уилфред Бигелоу доказал, что охлаждение тела до 30°С вполовину снижает потребность в кислороде и замедляет обменные процессы в сердечной мышце. В результате метод стал успешно использоваться при длительных операциях на сердце. Позже анестезиолог из Питтсбургского университета Питер Сафар установил, что охлаждение организма при остановке сердца существенно замедляет процессы разрушения в мозге. Сегодня в медицине используются методы длительной гипотермии (охлаждения) больных с тяжелыми травмами, инфарктами, циррозом печени и пр. до 32°С на срок до 10 дней и долее. А после остановки сердца и дыхания в результате тяжелых травм и ранений охлаждают до 10°С – именно это часто спасает людям жизнь.

Методы гипотермии, применяемые в медицине, позволяют ученым изучать различные нюансы воздействия холода на организм человека. Однако все эти методики оказываются полезны лишь при кратковременном применении в экстренных ситуациях, а не как рычаг для влияния на продолжительность жизни. Длительное воздействие холода губительно для организма человека. Так, был проведен эксперимент по сравнению воздействия низких температур на клетки человека и клетки американского тринадцатиполосного суслика, чье тело во время спячки охлаждается до нулевых значений. Оказалось, что  клетки человека реагируют на гипотермию постепенным разрушением микротрубочек – клеточного скелета, и лизосом – пузырьков с ферментами. В клетках суслика никаких повреждений не наблюдалось: на холод они откликались замедлением метаболизма и впадением в «спячку».

Выводы

Так можно ли целенаправленно снижать температуру тела, чтобы получить дополнительный шанс на продление жизни? Несмотря на то, что наш центр терморегуляции пресекает любые попытки «необоснованно поколебать температуру»  (и даже при его повреждении другие структуры мозга берут на себя эту функцию), некоторые возможности для влияния на этот показатель у нас имеются.

Питание. Связь между снижением температуры тела и дефицитом калорий была установлена в ходе исследований, проведенных в Вашингтонском Университете. Группа добровольцев среднего возраста в течении 15 лет употребляла на четверть меньше калорий, чем предписано возрастными нормами. За этот период внутренняя температура тела снизилась на 0,2 градуса. Ученые считают, что даже такое незначительное «самоохлаждение»  может позитивно сказаться на продолжительности жизни.

В то же время исследования показывают, что низкокалорийные диеты не всегда идут на пользу здоровью. Так, американские ученые в течение 10 лет наблюдали за группой из 12 тысяч успешных предпринимателей с целью установить, как колебания веса влияют на организм. Оказалось, что риск развития болезней и преждевременной смерти у людей, набравших за это время лишние килограммы, был на 36% выше, чем у испытуемых со стабильным весом, а те, кто за время эксперимента сбросил пять и более кг, болели и умирали на 57% чаще. Специалисты связывают такие результаты со стрессом, который переживает организм человека при радикальных переменах: часто его воздействие оказывается более разрушительным, нежели влияние вредных привычек и нездорового питания.

Геронтологи из Университета Южной Калифорнии рекомендуют «диету, имитирующую пост» – пятидневное ограничение калорийности, которое можно практиковать каждый месяц: в первый день употребляется 50% калорий от суточной нормы, в последующие четыре дня – 30%, все остальные дни месяца можно питаться без ограничений. По словам ученых, такой подход позволяет не подвергать организм постоянному стрессу, но значительно улучшать физические показатели (уже через два месяца снижается уровень холестерина и начинают уходить лишние килограммы).

Стрессы. Волнения и тревоги приводят к повышению температуры тела: ученые называют это явление психогенной лихорадкой. У людей в стрессовом состоянии температура тела может достигать 37–38°С, а в некоторых случаях подниматься и выше 40°С. Ученые из Университета Кюсю (Япония) провели исследование на мышах, – оказалось, что у грызунов под воздействием стресса «включаются» те же механизмы, что и при вторжении в организм инфекции. Очевидно, что стабильный «подогрев» организма при хроническом стрессе оказывает негативное воздействие на здоровье. Поэтому любые методы, направленные на избавление от стресса, включая физические нагрузки, плавание, медитацию, дыхательные практики и пр., также помогают человеку немного «остыть».

Сон. Ночной сон можно считать некоторым подобием оцепенения или зимней спячки у животных: наш метаболизм замедляется на 10-15%, а температура тела снижается, достигая минимума (35,2 – 35,9°С) в интервале между двумя и тремя часами ночи. Во время сна колеблется температура мозга, повышаясь во время быстрой фазы и снижаясь в период медленного сна – температурный перепад может достигать 3,5°С. Таким образом, здоровый ночной сон – это и есть самый простой и здоровый способ «охлаждать» свой организм, а его нарушения – причины болезней и преждевременного старения. Однако правильному засыпанию нередко мешает «внутренний перегрев», когда в силу каких-то причин (избыточной физической активности перед сном, переедания, духоты в спальне и пр.) не происходит закономерного вечернего снижения температуры тела. Поэтому так важно за несколько часов до сна переключаться на спокойные занятия, избегать плотного ужина, хорошо проветривать спальню, накрываться легким одеялом. Постельное белье и ночная одежда должны быть сшиты из натуральных тканей, хорошо проводящих тепло. А вот погреться в теплой ванне перед сном даже полезно: исследования показывают, что такая процедура увеличивает продолжительность «медленного» сна, максимально охлаждающего мозг.

Йога и медитация. В начале 80-х годов ХХ века ученые из Гарварда установили, что тибетские монахи во время медитации могут на 64% замедлять скорость обмена веществ, а также способны легко переносить холод, повышая кожную температуру. Магнитно-резонансная томография мозга, которую провели у погруженных в медитацию монахов, показала усиление кровоснабжения отделов, ответственных за поддержание давления, обмен веществ и концентрацию внимания. Сегодня в Санкт-Петербургском государственном университете ведутся работы по изучению влияния на теплорегуляцию йоги туммо. Дыхательные упражнения, практикуемые в рамках этой системы (иначе называемой йогой внутреннего огня), меняют гормональный баланс организма, что дает возможность согреваться на холоде. Возможно, дальнейшее изучение этих механизмов позволит понять, как достигать и противоположного эффекта – внутреннего охлаждения.