Питание в холодном климате

Районы холодного климата характеризуются низкими температурами воздуха, значительной влажностью, большими скоростями ветра, резкими перепадами атмосферного давления и необычной фотопериодичностью, связанной с отсутствием ночи в период полярного дня и продолжительной полярной ночью в зимнее время, и рядом других особенностей. Эти особенности сказываются прежде всего на образе жизни, труде и быте военнослужащих и обусловливают определенный стереотип уравновешивания организма с окружающей средой. Важным компонентом названного стереотипа является питание.

Большинство ученых считают, что в холодных условиях повышаются энерготраты человека, в соответствии с чем должно повышаться энергосодержание пищевых рационов. В общем плане, по-видимому, с таким мнением можно согласиться, однако при решении вопроса относительно конкретных ситуаций оно может оказаться несостоятельным. Дело в том, что повышение энерготрат в условиях холода связано, по-видимому, с образом жизни, а не с фундаментальными перестройками энергообмена. Надлежащая одежда и жилище в сочетании с малоподвижным образом жизни обеспечивают обычный уровень энергообмена, хотя на этот счет имеются и другие соображения, особенно у отечественных исследователей. Так, И. С. Кандрор (1964) считает, что основной обмен у пришлого населения, особенно у людей, работающих на открытом воздухе, спустя 3—6 мес повышается на 13 %, а у некоторых — на 25—30 % и держится затем на уровне 115—117 %, свидетельствуя о стойкой физиологической адаптации. А. П. Добронравова (1969) нашла, что такое повышение обмена наблюдается лишь летом, а зимой происходит его снижение до 94 %. Она же и многие другие исследователи обнаружили повышенный основной обмен летом у коренного населения Севера. В. В. Борискин (1973) в многочисленных наблюдениях за основным обменом зимовщиков Заполярья и Антарктиды не обнаружил заметного повышения основного обмена; напротив, зимой он снижался в среднем на 7 % за счет индуктивного влияния пониженной физической активности. Не обнаружено также каких-либо отклонений от обычного уровня величины метаболического термогенеза на введенную пищу различного состава.

Таким образом, положение об отсутствии заметных влияний основного обмена на общийэнергообмен, по-видимому, следует считать правильным. Это подтверждается низким уровнем энергопотребления коренных жителей Севера. Так, взрослые эскимосы при массе тела 65 кг потребляют 2800—2900 ккал в сутки. Полярные животные защищаются от холода не усилением теплопродукции, а увеличением теплоизоляции (Слоним А. Д., 1941).

Обмен существенно повышается лишь в том случае, если жилище или одежда оказываются недостаточными для защиты от холода. Тогда возникает первичная реакция на охлаждение, а затем так называемая холодовая дрожь, вследствие чего значительно повышается обмен (до 170 % по В. В. Борискину, 1973), причем особенно во время первичной реакции, когда ощущение значительного охлаждения еще отсутствует. Однако такое состояние длительно продолжаться не может, и человек будет вынужден или укрыться в жилище, или увеличить свою физическую активность. В противном случае наступает переохлаждение со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Допускается возможность привыкания к холоду после повторных 5—10 экспозиций, в результате чего повышается порог температуры кожи, при которой возникает холодовая дрожь, появляется способность спать на холоде и предпочтение к более легкой одежде и низким температурам в помещении. Однако скорость обмена, как показали исследования в холодовых камерах, при этом заметно не увеличивается даже во время сна, и возможности такого приспособления ограничены. Критическая температура воздуха для обнаженного человека при длительном пребывании оказалась равной 26—29° С и дальнейшее ее снижение не приводит к адаптации.

Таким образом, на уровень энерготрат влияет в основном вынужденное или вызванное хозяйственно-бытовой или военной необходимостью повышение физической активности. Кроме того, не малую долю вносит одежда, прежде всего ее масса, достигающая иногда 10 кг и более (Кощеев В. С., 1970), а также ее способность затруднять движения отдельных частей тела и всего организма в целом. По данным Грейя и др. (1951), энерготраты за счет арктической одежды могут увеличиться на 16 % против одежды тропической и на 8% — против одежды умеренных климатических зон. В. В. Борискин (1973) считает, что такое увеличение может достичь 30 %.

Известной особенностью арктических районов является наличие снежного покрова, который существенно затрудняет передвижение людей и обусловливает необходимость дополнительного расхода энергии. Опыты показали (Мак Керрол, Голдман и др., 1979), что при ходьбе со скоростью 2,4 км/ч и переносимом грузе 9 кгэнерготраты при глубине снега в 10 см составляют 6,2 ккал/мин, 20 см — 9,3 ккал/мин, 30 см — 12,4 ккал/мин, а при движении со скоростью 4 км/ч соответственно 10, 13 и 16 ккал/мин. Следует иметь в виду, что максимальная скорость добровольной работы тренированного солдата составляет 7 ккал/мин. Энерготраты 10 ккал/мин переносятся в течение одного часа, а 15—20 ккал/мин — лишь 6—7 мин. Передвижение на лыжах более эффективно, но также сопряжено со значительными энерготратами. Так, при скорости ходьбы 3,7 км/ч по лыжне на ровной местности и грузе 15—35 кг энерготраты составляют 6,6 ккал/мин, при скорости 6,6 км/ч — 7,9 ккал/мин, при скорости 10 км/ч — 14,8 ккал/мин.

Пандолф и др. (1976) предложили уравнение, прогнозирующее энерготраты (М), если известны переносимый груз, масса одежды, скорость передвижения и тип грунта:

М = 0,86? (mt,) (1,5 V2) + 1,5В + 2 mt•(cl/В)2

где .М — скорость обмена, ккал/ч;

mt — масса тела (B)+масса одежды и масса груза (cl),кг;

с1 — масса груза, кг;

V — скорость движения, м/ч;

? — коэффициент грунта (для асфальта и тредбана 1,0; грязная дорога 1,1; мелкий кустарник 1,2; густой кустарник и лес 1,5; болото 1,8; плотный снег 1,3; глубокий снег — до 5).

В связи с тем, что физическая активность, одежда и жилище могут быть различными, неодинаковыми будут и рекомендации относительно энерготрат и энергосодержания пищевых рационов. Так, Родаль (1954) рекомендует 5500— 6000 ккал, Бускирк и др. (1957) —4500 ккал, Уелч- и др. (1958), Мак Керрол и др. (1979) —4340—4368 ккал. У шахтеров на Шпицбергене при таких рационах увеличивается масса тела за счет накопления жира. Исследования, проведенные в канадских пехотных войсках, проходивших тренировку зимой в Субарктике, показали, что энерготраты не превышали 3484 ккал. На этом основании была предложена норма для этих условий — 3600 ккал в сутки (1973).

А. Я. Шамис (1969), изучая статус питания зимовщиков Антарктиды (ст. Восток), нашел, что энергетическая потребность их не превышает 3650 ккал/сут. С учетом возможности авральных работ энергосодержание рациона может быть повышено до 3800—4000 ккал. К такому же выводу пришел В. В. Борискин (1973), установивший средний уровень энерготрат зимовщиков ст. Новолазаревской, равный 3510 ккал/сутки, а максимальный — 3730 ккал/сутки. По его мнению, лицам, выполняющим работу в служебных помещениях, достаточно 3500 ккал/сутки; при дополнительных работах вне помещений в течение 3—4 ч — 4000 ккал/сут. и при ежедневной многочасовой работе в полевых условиях (санно-гусеничные походы) — 5000 ккал/сут. Энергосодержание отечественных рационов составляет более 4000 ккал, из чего следует, что при малоподвижном образе жизни оно может быть излишним. Надо полагать, что наиболее правильным будет дифференциальный подход к проблеме обеспечения энергетической квоты северных рационов с учетом их предназначения для тех или иных групп населения и войсковых контингентов, ведущих определенный образ жизни. Другими словами, северный рацион должен быть категорирован по физической нагрузке с добавлением 10—15 % на ношение тяжелой одежды. Меньшая дифференциация в связи с образом жизни требуется при установлении качественного состава рационов. Известно, что для умеренных климатических зон оптимальным соотношением белков, жиров и углеводов считается 1:1:5. Долгое время существовало мнение, что эти соотношения должны сохраняться и в северных рационах. Однако исследованиями последних лет (Казначеев В. П. и др., 1980) установлено, что в процессе адаптации человека к условиям жизни в высоких широтах происходят заметные изменения биохимического стереотипа обмена, вследствие перестройки спектра ферментных констелляций на уровне желудочно-кишечного тракта, печени, тканей и клеток. В частности, снижается активность ключевых ферментов углеводного обмена (гексокиназы, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы), усиливаются процессы, связанные с мобилизацией и использованием жира и белков в энергетическом обеспечении организма. Поэтому в формуле сбалансированного питания для лиц, перемещающихся в холодные климатические зоны, должны быть поставлены «белково-липидные акценты», характерные для питания местных жителей (аборигенов). Однако на этот счет существуют и другие мнения. Так, В. В. Борискин (1973), анализируя состав рационов, предпочитаемых зимовщиками в Антарктиде, пришел к выводу, что если соотношение жиров, белков и углеводов в них отличается от обычного, то лишь в сторону потребления белков, поставляемых мясными блюдами. Однако и он считает, что в случае увеличения энерготрат до 4000 ккал следует повышать жировую квоту в рационе. Такое изменение структуры в рационе естественно изменяет потребности человека в других эссенциальных компонентах, в частности в витаминах. Увеличивается потребность в жирорастворимых витаминах, в частности в токоферолах, которые наряду с влиянием на многочисленные функции организма (мышечную, половую и т. п.), будучи антиоксидантами, защищают высоконепредельные жирные кислоты от неферментативногосвободнорадикального окисления.

Человек уменьшает отрицательное влияние холодного климата, создавая вокруг себя два пояса защиты — одежду и жилье. Однако и то и другое имеет отрицательные стороны.

Длительная полярная ночь, продолжительное пребывание в помещении обусловливают световое, а точнее — солнечное голодание. Последнее проявляется в снижении эндогенного синтеза витамина Д, дефицит которого может отрицательно влиять на фосфорно-кальциевый обмен, чему способствует потребление слабоминерализованной воды. Поэтому есть основание полагать, что в условиях Крайнего Севера необходима дополнительная Д-витаминизация пищи, а также профилактическое ультрафиолетовое облучение, особенно для детского населения.

Потребность в витамине С населения северных районов страны, изучавшаяся Г. М. Данишевским, Н. Н. Пушкиной и другими, считается более высокой (на 30—50 %), чем в умеренных климатических зонах. Вследствие сдвига обмена в липидно-белковом направлении увеличивается потребность в витаминных группах В (В1, В2, В6 и никотинамид), о чем свидетельствуют увеличение в крови сахара, пирувата и лактата снижение уровня тиамина (Казначеев В. П. и др., 1980).

По данным В. В. Ефремова, суточная доза витаминной группы Вдля северян должна быть почти удвоена и составлять: тиамина 4—5 мг, рибофлавина 3—4 мг, ниацина 30—40 мг в сутки.

Таким образом, в условиях высоких широт изменяется потребность в основных эссенциальных нутриентах. К сожалению, обосновать вариант оптимальной формулы сбалансированного питания для этих условий пока не представляется возможным. Но рассмотренные факты позволяют выделить те направления рационализации питания, которые требуют повышенного внимания со стороны должностных лиц медицинской и продовольственной служб.

Главной особенностью продовольственного снабжения в высокоширотных местностях являются ограниченная возможность производства пищевых продуктов на месте, сезонный характер завоза их и необходимость, следовательно, накопления больших запасов продовольствия для текущего использования. Хранение большинства продуктов в этих районах не представляет особых трудностей. Однако возникают трудности защиты от замораживания завозных овощей и плодов. На практике выработаны некоторые полезные и эффективные приемы, например, снегование капусты, варка мороженого картофеля без предварительного оттаивания и др. Оттаивание и повторное замораживание снижают не только органолептические свойства, но и питательную ценность всех видов пищевых продуктов.

В настоящее время во многих гарнизонах, расположенных на Крайнем Севере, расширяется оранжерейное выращивание свежей зелени (лука, редиса). Это следует всячески пропагандировать и устраивать при малейшей к тому возможности.

Как уже упоминалось, из-за длительного употребления маломинерализованной воды может нарушаться минеральный и, прежде всего, фосфорно-кальциевый обмен, в связи с чем необходимо обращать внимание на достаточность обеспечения солями и микроэлементами. Следует заметить, что по этому вопросу также нет единого мнения. Многие исследователи утверждают, что маломинерализованная, в особенности дистиллированная, вода, используемая на морских судах, в безводных местностях и в высоких широтах (снеговая вода), оказывает существенное влияние на состояние здоровья людей, вплоть до увеличения частоты возникновения сердечно-сосудистых заболеваний, опухолей и др. В связи с этим рекомендуют добавлять в такую воду специальные солевые смеси, морскую воду или фильтровать ее через мраморную крошку. Другие не придают такого большого значения минеральным веществам воды, считая, что основным поставщиком их в организм являются пищевые продукты. Значение воды как носителя минеральных веществ установлено лишь для кальция и фтора, причем значение первого проявляется лишь при недостаточном поступлении его с пищей, второго — при недостатке его в воде. В связи с этим люди чаще болеют кариесом зубов. В настоящее время принято питьевую воду, содержащую мало названного элемента, фторировать путем внесения фтористого натрия или фторида фосфорной кислоты до 1 —1,5 мг/л по фтору. Это мероприятие особенно полезно проводить в высоких широтах при использовании маломинерализованной воды. Что касается величины потребностей в питьевой воде в названных широтах, то она может быть значительной и приближаться к потребности в жарких районах. Это связывают с увеличением энерготрат за счет тяжелой одежды, передвижения по снеговому покрову и т. п., что сопровождается значительным потоотделением, приводящим в некоторых случаях к некомпенсированной дегидратации, чему способствует маломинерализованная вода, которую, как правило, меньше пьют даже при достаточной обеспеченности ею.