Российская академия наук

Санкт-Петербургский филиал института истории естествознания и техники им. С. И. Вавилова Санкт-Петербургский институт истории

ДЕЯТЕЛИ РУССКОЙ НАУКИ XIX-XX веков

Выпуск четвертый

Нестор-История Санкт-Петербург 2008

стр. 185-192

Эльбрусские экспедиции академика АМН СССР

Г. Е. Владимирова

Профессор В. Г. Владимиров

В конце 2001 г. научная общественность биолого-почвенного факультета Санкт-Петербургского государственного университета и биохимики нашего города торжественно отметили 100-летие со дня рождения выдающегося отечественного биохимика действительного члена АМН СССР профессора Г.Е. Владимирова. На протяжении 20 лет он возглавлял кафедру биохимии животных, а в последние годы, кроме того, там же руководил лабораторией химии белка, созданной по его представлению и проекту. Г. Е. Владимиров широко известен не только в нашей стране, но и за рубежом своими фундаментальными исследованиями в области биоэнергетики, нейрохимии, дыхательной функции крови, а также пионерскими разработками по изучению процессов обмена веществ с применением меченых атомов.

Однако сфера научных интересов Георгия Ефимовича не ограничивалась только этими теоретическими проблемами, но включала и ряд прикладных вопросов, поставленных жизнью и научно-техническим прогрессом того времени перед специалистами различных отраслей знаний медицины и биологии (физиологами, биохимиками, специалистами по питанию). В начале 30-х годов в связи с бурным развитием авиации в нашей стране перед отечественными учеными ставятся задачи по изучению физиологических возможностей пребывания и труда человека в условиях разреженной атмосферы. Для решения этих задач Академия наук СССР организует комплексные экспедиции в высокогорья Кавказа и, прежде всего, в предгорье Эльбруса. Руководителем большой группы физиологов и биохимиков назначается Г. Е. Владимиров, которому в те годы исполнилось всего 32 года.

Эльбрусская эпопея (1934-1940 г.) одна из славных страниц не только научной биографии Г.Е. Владимирова, но и отечественной науки в целом. Организация и проведение экспедиционных работ на Эльбрусе требовали большого внимания и затраты физических сил, а также нервного напряжения, связанного с сознанием личной ответственности за научный результат экспедиции и здоровье членов её коллектива, а иногда и их жизнь. В одном из писем тех лет Георгии Ефимович писал «поездки эти доставляют много волнений, хлопот и огорчений (каждый год зарекаюсь!), но жажда получить новые данные обычно превозмогает»...

Нужно быть подлинным энтузиастом науки для того, чтобы в течение семи лет подряд вместо положенного отпуска нести подобного рода нагрузку! Нередко члены экспедиции работали в экстремальных условиях.

Георгий Ефимович в газете «Вечерняя Москва» (№ 291 (3921) от 20 декабря 1936 г.) описывает один из эпизодов этих работ, выполненных совместно с проф. И. М. Дедюлиным, во время командировки на Кавказ: речь идет о восхождении и ночевке на восточной вершине Эльбруса (высота 5621 м.) и проведении там комплекса биохимических экспериментов группой в составе проф. Г. Е. Владимирова, д-ра И. М. Дедюлина и слушателя Военно-медицинской академии лейтенанта Юловского. Авторы пишут: «Трое суток сильный снежный буран держал нас осажденными в хижине на седловине Эльбруса на высоте 5,315 метров. По нескольку раз в день лопата и ледоруб помогали нам «прорубаться» сквозь сугробы снега, заносившего хижину до крыши. Предельный срок для работы и пребывания группы на большой высоте истекал. Наконец, на 4-й день погода нам улыбнулась, и было решено подниматься на Восточную вершину Эльбруса. Быстро собрались и отправились... в поход. Нас провожали д-р Я. Эпштейн и два колхозника - балкарца, несшие груз. Мы взяли с собой подопытную собаку - Аполлона. Надолго ли стихла вьюга? Удастся ли подняться на вершину и провести там сутки? Удастся ли провести все намеченные опыты? Невольно вспоминается» - пишет Г.Е. - «участь альпиниста Зельгейма - до нас единственного человека ночевавшего на вершине Эльбруса и замерзшего при повторении подобной попытки...». ... «Идти тяжело. Идем медленно, останавливаясь через каждые 10-20 шагов, чтобы отдышаться. Не нравится высота и взятой нами подопытной собаке - Аполлону, он жалобно повизгивает, жмется к нашим ногам.

Ветер стих. Туман развеялся. Любуемся красивейшей панорамой главного Кавказского хребта, расстилающейся перед нами. Вот гигантский Коштантау, красавица Ужба, десятки других вершин. В 18 часов 17 мин достигли вершины. В 20-30 метрах от самой высокой точки, на склоне к кратеру разбиваем площадку, устанавливаем палатку, укрепляем её тяжелыми камнями. Начало самому высокому лагерю эльбрусской экспедиции - «Восточная вершина» положено!...

Подготовив площадку для второй палатки, отправляемся осматривать ...вершину. Она представляет собой покатую площадку с поперечником около полукилометра. С запада и с севера площадка окружена гребнем. На востоке гребень переходит в скалы, круто обрывающиеся внизу - это края разрушенного кратера. Между кратером и гребнем - спуск на конус Эльбруса. На северо-западном склоне заметен ряд поперечных трещин. В одну из них в прошлом году мы оба (т.е. Г.Е. и И.М.) провалились, причем И. М. Дедюлин едва не погиб.

Поднялись на скалы кратера, дошли до южного обрыва и возвращаемся в лагерь. Делимся впечатлениями. Какое прекрасное место для горной, самой высокой в мире станции! Ведь здесь, на вершине может уместиться целый научный городок! Здесь могли бы быть созданы исключительные условия для работы и физиологов, и физиков, и метеорологов, и, быть может, астрономов. Вопрос только в транспорте. Через несколько лет, надо полагать, этот вопрос будет технически разрешен...» Подобного рода прогноз полностью сбылся лишь в настоящее время, когда вершины и склоны Эльбруса превратились в международный альпинистский и горнолыжный лагерь.

Далее авторы пишут: «Шесть часов вечера. Ветер стал резким и холодным. Мерзнут руки и ноги, мучает жажда, чувствуем себя усталыми и несколько подавленными. Есть не хочется. Для утоления жажды вскрываем упаковку фруктовых консервов и сосем обледеневшие комочки снега. Чтобы согреться, снимем горные ботинки и залезаем в пуховые спальные мешки.

Но вот пришли носильщик-балкарец Али Ногайлиев и физиолог А. Жуков. Они доставили на вершину на своих плечах оставшуюся аппаратуру, после чего отправляются вниз. Остаемся втроём. Быстро ставим вторую палатку, изможденные от усталости, мечтаем об одном - залезть скорее в спальный мешок. Решаем лечь всем в одну палатку, оставив вторую под «лабораторию». Аполлона устраиваем в ногах...

В маленькой палатке тесно. Вскоре верхнее полотнище изнутри обледеневает. Дышать становится всё труднее и труднее. Сильно болит голова, недостаток воздуха становится невыносимым. Каждый из нас разрешает задачу улучшения вентиляции по-своему. Г. Е. Владимирову после громадных усилий удается повернуться головой к входу палатки и расстегнуть несколько петель. И. М. Дедюлин прорвал угол палатки и через образовавшееся отверстие втягивает холодный воздух. Дремлющий Д. М. Юловский дышит со стонами. Становится немного легче, дремлем... Ветер усиливается, рвет полотнища палатки. Ночь тянется томительно долго. На заре забываемся тревожным непродолжительным сном.

В 6 часов утра следующего дня мы снова на ногах. Панорамы, которую мы наблюдали накануне, уже не видно. Все закрыто облаками. Мы находимся над ними, и лагерь залит солнечным светом. Чувствуем себя бодро. В «лаборатории» удается разжечь примус. Выпили по кружке чая с шоколадом и печеньем и принялись за дело - распаковали и установили аппаратуру, наладили рацию. Через несколько минут Юловский уже вызывал Терскол. Там, внизу к аппарату подошел начальник экспедиции Академии Наук проф. Яковлев. Он поздравляет нас с благополучной ночевкой, расспрашивает о ходе работ...

Первые попытки забрать кровь проходят неудачно. Закоченелыми пальцами, в положении полулежа нелегко взять кровь из вены. Снова кипятим иглы, моем руки спиртом. Подопытный одновременно и ассистент. Колем, на этот раз удачно. Потом, чтобы согреться, прыгаем с навьюченными рюкзаками почти до помутнения сознания и снова берем кровь - опять удачно. Через каждый час связываемся по радио с базой Академии Наук в Терсколе. В 12 часов 55 минут, оставив на вершине записку о ночевке, отправляемся вниз. Носильщики, успевшие к этому времени подняться к нам на вершину, и мы нагружены до отказа. Только один из нас идёт налегке: он несет самый драгоценный груз - взятые на вершине пробы крови.

Работники метеорологической станции «Приют девяти» встречают нас радостно, угощают хорошим обедом. Надвигаются сумерки и гроза. Но пробы крови во что бы то ни стало нужно доставить сегодня же на Кругозор. Продолжаем спуск. В пути нас застигает гроза. Наконец - Кругозор! Мы на 2 с лишним километра ниже места нашей последней ночевки...»

Научные исследования Г. Е. Владимирова охватывали обширный круг вопросов по физиологии высокогорья и осветили многие стороны влияния кислородной недостаточности на организм человека. На различных высотах были изучены кислотно-щелочное равновесие, дыхательная функция крови, артерио-венозная разница в содержании газов и минутный объём сердца, ряд показателей углеводного, жирового и белкового обмена. Эти исследователи проводились на вполне современном методическом уровне с применением газометрической, оптической и электрометрической аппаратуры. Следует подчеркнуть, что полученные результаты не потеряли своей научной значимости до настоящего времени, а многие выводы вошли в современные учебники по авиационной и космической медицине. Было установлено, что на высотах практически весь обмен веществ претерпевает значительные изменения. При этом одним из важных показателей является уровень молочной кислоты в крови, по изменению которого можно судить о состоянии углеводного обмена в целом. На высотах свыше 4000 метров уровень молочной кислоты существенно повышается. При этом оказалось, что в этих условиях работа, даже очень напряженная, близкая к предельно возможной, не вызывает дополнительного прироста ацидемии.

Этот парадоксальный факт заставил Г. Е. Владимирова отказаться от представлений известного физиолога Баркрофта о чисто физико-химическом механизме регуляции уровня молочной кислоты в организме и побудил его дать трактовку процесса регуляции, как сложного физиологического явления. Далее было показано, что СО₂-емкость крови и содержание углекислоты в венозной крови заметно снижаются, уже начиная с высоты 3000 м. Этот сдвиг в газовом составе крови является одним из первых проявлений влияния значительной высоты на химию крови. Низкая СО₂-емкость крови на высотах, увеличивая артерио-венозную разницу рН плазмы крови, является благоприятным акклиматизационным сдвигом. С этой же точки зрения должно быть расценено и резкое снижение содержания бикарбонатов в плазме крови на больших высотах.

Исходя из этой оценки, Г. Е. Владимировым была рассмотрена возможность использования пребывания в высокогорье для целей высотной тренировки лётчиков. Оказалось, что достаточно длительное пребывание человека в этих условиях повышает способность человека переносить высокие разрежения атмосферы, что является результатом общей тренировки организма и это состояние сохраняется практически на протяжении года. Однако в отдельных случаях наблюдаемое временное состояние относительною благополучия при многочасовом недостатке кислорода может быть кажущимся, поскольку после прекращения аноксемии наступает своеобразное тяжелое постаноксемичеекое состояние организма. Было также установлено, что при подъеме на высоты минутный объем выбрасываемой сердцем крови в общий просвет сосудистого русла увеличивается, артерио-венозная разница в содержании кислорода уменьшается. Реактивность сердца в результате влияния аноксемии существенно изменяется. В частности, на приемы кофеина сердце в горах реагирует значительно сильнее, чем на равнине. Полученные результаты позволили разработать систему тренировок летчиков, основы которой не потеряли свою актуальность и по сей день.

Одним из крупных вопросов, занимавших Г.Е. Владимирова на Эльбрусе, была разработка рационального режима питания для людей, находящихся на больших высотах. Чтобы дать научно обоснованный ответ на этот вопрос, необходимо было детально выяснить особенности каждого из основных видов обмена веществ.

Оказалось, что обмен углеводов на высотах практически не изменяется, а углеводные энергетические ресурсы используются организмом в первую очередь. Что же касается жирового обмена, то в условиях высокогорья он подвергается существенным нарушениям: интенсивность окисления жирных кислот снижается, а в крови может появляется ацетон и увеличивается содержание оксимасляной кислоты. Было выяснено, что причиной этих изменений является именно кислородное голодание организма, а не особенности питания или работы в горных условиях. Полученные данные, по мнению Г. Е. Владимирова, свидетельствуют о некотором расстройстве функции печени на высотах, следствием чего и является, в частности, кстонурия. Специфически-динамическое действие белков на высотах несколько понижено.

В целом все эти исследования позволили сделать общий вывод, что для покрытия энергетических трат и повышенной теплопродукции на высотах целесообразно усилить углеводную составляющую пищевого рациона. Количество же жиров, наоборот, следует уменьшить, белки также применять в относительно небольших количествах. В соответствии с этими принципами Г. Е. Владимировым был предложен в качестве оптимального для большинства людей, находящихся на высотах, вариант рациона с общей калорийностью 3000-3400 кал с долей белков примерно 120 г, жиров 80 г и углеводов - около 600 г. Много внимания было уделено в ходе научных исследований оценке различных методов борьбы с высотной болезнью путем высотной тренировки, кислородотерапии, приема некоторых лекарственных средств, рационального питания, дозированной физической нагрузки.

Семилетняя Эльбрусская эпопея дала обильный материал для характеристики Г.Е. Владимирова, как руководителя, ученого и человека. Относясь к себе по-спартански, в преодолении трудностей, Георгий Ефимович склонен был требовать того же и от своих сотрудников. Однако справедливости ради следует подчеркнуть, что все самое тяжелое, требующее наибольших физических напряжений, а подчас и немалого мужества, он неизменно брал лично на себя. Беспрецедентное в истории науки суточное пребывание Г. Е. Владимирова и его спутников на восточной вершине Эльбруса произвело сильное впечатление на научную общественность того времени и было специально отмечено АН СССР. На своем заседании 15 октября 1936 года президиум Академии под председательством академика С. И. Вавилова в постановлении по докладу об итогах Эльбрусской экспедиций отметил, что «ночёвка и суточное пребывание на восточной вершине Эльбруса для выполнения исследовательских работ профессоров Г. Е. Владимирова и И. М. Дедюлина, а также лейтенанта Д. М. Юловского, являются примером образцового и самоотверженного выполнения научного задания и первым опытом длительного пребывания человека на больших высотах, и выражает благодарность сотрудникам, принимавшим участие в экспедиции, и лично проф. Г. Е. Владимирову, лейтенанту Д. М. Юловскому и проф. И. М. Дедюлину». За исследования в высокогорье Г.Е. Владимиров было удостоен медали имени академика И. П. Павлова и ему были присуждена степень доктора наук (без защиты диссертации). Первые месяцы 1941 г. участники эльбрусских экспедиций провели в хлопотах по подготовке к очередной поездке на Кавказ, однако начавшаяся Великая Отечественная война прервала комплекс работ в высокогорье. Несмотря на это, полученные результаты удалось обобщить и опубликовать в виде отдельных статей в журналах и выпустить специальный том трудов ВМА, посвященный проблемам кислородного голодания организма человека.

С тех лет прошло более полувека. Однако ушедшее время не только не предало забвению этот научный подвиг, но, наоборот, ещё более ярко высветило значимость выполненных исследований. Ряд научных положений по кислородному голоданию, обоснованных трудами эльбрусских экспедиций, стал классическим и успешно служит современной науке.