Сьогодні Первіз, разом з іще одним інструктором, пройде марш в умовах спеки штучного походження. Як обєкти дослідження здатності терпіти спеку, вони будуть швидко йти «в гору» на тренажерах «бігова доріжка», встановлених у «пічці» в лабораторії Консорціуму з питань охорони здоровя та ефективності дій військовослужбовців (Consortium for Health and Military PerformanceCHAMP), частини Університету охорони здоровя військовослужбовців. Деякі люди мають схильність до теплового удару та інших розладів, повязаних зі спекою. Армія хоче мати можливість виявляти таких людей до того, як їх відправлять кудись на спекотний Близький Схід з купою амуніції та разом з іншими людьми, чиї життя залежатимуть від них.
Схилившись над конторкою, Первіз заповнює анкету з «емоційного стану». Він без сорочки. Я бачу, що в графі «Сповнений ентузіазму» він позначає відповідь «помірно». «Ентузіазм» не асоціюється з Первізом. Ентузіазмце пружна хода, підморгування, насвистування. Не думаю, що Джош Первіз схильний до насвистування. Його риси, хоч і досить приємні, мають наліт суворості, впертості, завжди готової проявитися.
Дослідниця, спортивна на вигляд блондинка з сяйливою зовнішністю, просить Джоша стиснути кулак. Вона, разом з колегами, шукає біологічні та генетичні маркери, що дали б змогу виявляти військовослужбовців, схильних до теплової немочі, за допомогою простого аналізу крові, щоб командири знали, за ким треба стежити пильніше. Проте її прохання із забором крові не повязане.
Джоше, покажи нам свої мязи.
Дослідницямати Джоша, Даєнна Первіз.
Рука Джоша не рухається.
Мамо.
Старша Первіз витягає яблуко з металевого ящичка для результатів попередніх тестів.
Джоше, перекуси перед тим, як туди заходити.
Мамо, припини.
Я не бачу, які варіанти відповідей він вибирає для «Зніяковіння», «Роздратування» та «На грані», я поставила б там «трохи є». Його матуся все це скоротила до слова «зонд». Для перевірки його здатності витримувати спеку та навпаки буде використано ректальний зондтонкий, гнучкий, інсертабельний термометр. До ректального зонда шестифутовим проводом підімкнено прилад, на якому є табличка «Physitemp Thermes». Розміром він, як книжка у твердій обкладинці, але важкий, як цеглина. Він такий важкий, що коли хтось забуде, що підєднаний до приладу, і вирішить відійти від стенду, то буде вимушений зупинитися ще до того, як стягне прилад за собою.
За допомогою ректального термометра дослідники можуть відстежувати зміни внутрішньої температури тіла піддослідних. Як і інші складні біоелектрохімічні системи, людське тіло найкраще працює, коли температура життєво необхідних органів тримається в межах певного діапазону. Для людини це приблизно від 97,5 до 99,5 градуса за Фаренгейтом. Коли ваша внутрішня температура зростає, тому що там, де ви перебуваєте, занадто спекотно чи тому що ви тяжко працюєте, а може, і перше, і друге, тіло намагається повернути її до прийнятного значення. Передусім воно пітніє.
До того як сюди потрапити, я вважала, що, коли людина пітніє, вона ніби пірнає в озеро. Але ж піт не прохолодний. Він так само теплий, як і кров. По суті пітце і є кров. Він походить із плазми кровіїї прозорого водянистого складника. (Коли людина пірнає в озеро, охолодження виникає завдяки явищу провідності, внаслідок контакту з чимось, що має нижчу температуру. Це дуже ефективно, але не досить практично.) Піт охолоджує через випаровування, тепло вашого тіла вивільняється в повітря. Ось як це працює: коли ви перегріваєтеся, судини в шкірі розширюються, щоб у них потрапило більше крові. Із капілярів шкіри гаряча плазма крізь потові залозиїх близько 2,4 мільйонавиводиться на поверхню тіла і там випаровується. Випаровування відводить тепло від тіла разом з водяною парою.
Ця система досить ефективна. В екстремальних умовах людина може втрачати з потом до двох кілограмів за годину протягом кількох годин. «Грубо кажучи, втрата 10 кілограмів /упродовж дня/ з потом для робітників у гарячих цехах чи солдатів, які беруть участь в активних діях у тропічному кліматі, не рідкісне явище, стверджував Яс Куно (нині покійний), що тривалий час був професором фізіології в Медичній школі Нагойського університету, у виданій 1956 року праці «Пітніння людини». Можна тільки дивуватися з того, що така велика кількість поту виробляється залозами дуже малих розмірів». Сукупна маса слинних залоз людини вдвічі більша за масу потових залоз, але поту людське тіло може виробити куди більше, ніж слини.
Книжка «Пітніння людини» теж не маленькапонад 400 сторінок. Матеріалу було багато, почасти тому, що Куно здійснював дослідження протягом 30 років, а частково тому, що в нього було «десь 65» співавторів. Книжка містить добірку чорно-білих фотографій японських чоловіків у тонгах, що пітніють після відвідування бані. Через те що попередньо їхню шкіру присипали спеціальним порошком, який чорніє, коли контактує з потом, торси, передпліччя та верхні губи вкриті цяточками, схожими на особливо небезпечну плісняву. Одна із серій знімків демонструє на диво велике різноманіття розподілу виділення поту на шкірі голови. Замість поголити голови дослідники запросили до участі в експерименті «вісімнадцятьох буддійських священиків, які традиційно голять голови», та (забігаю вперед) ігнорували всі дзвінки з Нагойського університету.
За межами лабораторій, де вивчають терморегуляцію, піт не дуже поважають. Це дуже дратувало Куно. «Дивно, писав він, що цінність здатності пітніти розуміють тільки пацієнти /що не можуть пітніти/, які сильно страждають від спеки, але не звичайні люди, які скаржаться на те, що поту забагато». Нікчеми.
На думку Куно, поширення цивілізації планетою стало можливим саме завдяки невгамовній системі терморегуляції людини. «Людська раса заселила всю землю, а більшість тварин мають більш-менш обмежені ареали. Ця перевага людської раси частково досягнута завдяки інтелекту, але можливістю заселити спекотні місцевості ми завдячуємо розвиненим потовим залозам». Якби не здатність людини пітніти, не було б війни у Вєтнамі, не було б операції «Свобода Іраку», не було б у Джорджії школи рейнджерів.
Але, якщо пітніння таке ефективне, чому тоді з 2007 до 2011 року у Збройних силах США зареєстровано 14 577 випадків теплової немочі серед активного особового складу? Тому що люди занадто тяжко працюють. Коли людина одночасно пітніє і фізично працює, мязи вимагають крові, яка потрібна тілу, щоб утворювати піт. Найлегшими наслідками такої конкуренції стають теплова знемога та теплова непритомність. Коли кров тече до шкіри, щоб її охолодити, і водночасу мязи, щоб доставити туди кисень, необхідний як паливо для виконання роботи, підтримувати рівень кровяного тиску, потрібний для того, щоб проштовхувати кров у мозок, стає важко. Коли в мозок потрапляє недостатня кількість насиченої киснем крові, людина непритомніє. (Іноді люди, що перегрілися, втрачають свідомість не під час фізичного навантаження, а коли зупиняються і не рухаються. Таке трапляється тому, що скорочення мязів ніг допомагає утримати частину крові від того, щоб вона пішла саме в ноги.)
Теплова знемога бентежить, але вона не дуже небезпечна. Втрата свідомостіце як симптом, так і лікування. Коли тіло опиняється на землі в горизонтальному положенні, кров знову приливає до голови і людина опритомнює. Їй треба дати води і відвести в тінь, усе буде добре.
А от тепловий удар може вбити. Тут також усе починається з конкуренції за кров. Якщо спекотного дня, коли тіло намагається пітнінням знизити внутрішню температуру до безпечного рівня, а людина не пила достатньо води, щоб відновити обєм крові, і до того ж іще й виконує якусь фізичну роботу, то її мязи гостро потребують кисню, а навантаження самі по собі приводять до виділення додаткового тепла, тому тіло має чимось жертвувати. «Тіло жертвує потоком крові до кишок, щоб направити її туди, де вона потрібна більше», пояснює Сем Чівронт, фізіолог-дослідник з Дослідницького інституту медицини довкілля армії США (US Army Research Institute of Environmental MedicineUSARIEM), що входить у комплекс лабораторій Натіку. Органи черевної порожнинина диво потворна назва нутрощіввиявляються відрізаними від того, що їм потрібно: кисню, глюкози, шляхів відведення токсичних відходів. Це називається ішемією, вона вбиває. Органи травлення відмовляють. «Задихаючись», кишка може випускати бактерії в кров. Розпочинається системна запальна реакція, внаслідок чого виникають ушкодження багатьох органів. Це може призвести до марення, інодікоми і навіть смерті.
Деякі науковці підкреслюють теплові ушкодження центральної нервової системи: білки в мозку розгортаються, цей процес позначають терміном «денатурація», та перестають виконувати свої функції. (Коли ми варимо яйце чи мясо, зміна текстуринаслідок денатурації.) Чівронт не погоджується з ідеєю «гарячого мозку». Він стверджує, що денатурація білків починається за значно вищих температур, ніж 104 градуси за Фаренгейтом, коли виникає ризик теплового удару для мозку. Вода у ваннах (офуро), що полюбляють японці, має вищу температуру. Чівронт указує, що насправді стосовно того, як саме тепловий удар убиває людину, консенсусу немає. Крім того, що «відбувається багато поганого».
Ішемія кишківника допомагає пояснити, чому пайок, який міститься на військових рятувальних плотах, на перший погляд, може видатися жорстоким жартом, їжі немає, зате є пакунки старомодних кислих льодяникових кульок «Чармз». Коли людина підсмажується посеред моря в тропічній спеці й відмовляють органи травлення, їсти не хочеться. А про кислі льодяники треба сказати одну річ: кислотність стимулює вироблення слинидуже корисна властивість для зневоднених виживальників, адже в них пересихає в роті.
Рівень вологості в «пічці» встановлено на позначці 40 відсотків, які добре зносити, ось чому я ще й досі на ногах. Якщо повітря навколо вас насичене вологою, піт, принаймні більша його частина, не має куди випаровуватися. Він збирається в краплини на шкірі й стікає по обличчю та спині. Головне, що він вас не охолоджує. У 1950-х роках американські військові придумали, як відображати та враховувати підступність температури повітря та краще готуватись до неприємностей від неї, застосували так званий індекс «температури за вологим та кульовим термометрами», ТВКТ (wetbulb globe temperatureWBGT). Він партнер вітро-холодового індексу (wind chill factor) в оцінюванні метеорологічних впливів. ТВКТ відображає різні внески температури повітря, вітру, інтенсивності сонячного світла та вологості. На вологість припадає аж 70 відсотків від цього індексу.
Вологість повітря має значний вплив, але температуратакож. Коли повітря холодніше за 92 градуси за Фаренгейтом, тіло може охолоджуватися, випромінюючи тепло в холодніше повітря. Якщо понад 92 градуси, це вже не проходить. Випромінювання працює разом з конвекцією. Та хмара вологого, розігрітого тілом повітря піднімається від шкіри і поступається місцем прохолоднішому. Якщо останнє сухіше, воно дає можливість випаруватися більшій кількості поту. Так само охолоджує й бриз, здуваючи зі шкіри розігріте вологе повітря. Коли повітря, що його замінює, сухіше і має нижчу температуру, то витеж.
Після чотирнадцяти хвилин у «пічці» я злегка спітніла. Джош Первіз, що йде по «доріжці», встановленій позаду мене, почав пітніти набагато раніше. Волосся на його передпліччях прилипло до шкіри. Дракон на його грудях ніби плаче. Я думала, що це все вказує на те, що він погано терпить спеку, насправді ж усе навпаки. Для людей, добре пристосованих до спеки, типове, як сказала Даєнна Первіз, «раннє та рясне пітніння». Їхня система терморегуляції реагує швидко. Моїй знадобилося близько десяти хвилин, щоб розібратися. Тут що, спекотно? Може, треба щось робити? Непогано було б поласувати морозивом.
Джош не тільки ліпше пристосований до спеки та вологості, він значно краще за мене підготований фізично. Аеробна фізична підготовленість і відсоткове співвідношення жиру до загальної маси тіласаме ці фактори поділяють людей за витривалістю щодо спеки. Сильне серце за одне скорочення помпує більше крові, отже, мязи краще забезпечуються киснем. Тому решта органів отримують більше крові й більше її залишається для утворення поту. Та все це не означає, що люди, добре фізично підготовлені, не страждають від теплових ударів. В армії саме найсильніші частіше стають жертвами теплового удару, обумовленого надмірними фізичними навантаженнями, саме тому, що в них вистачає сил довести себе до нього.
Готові до наплічника? Даєнна поклала в наплічник 30 фунтів піску в мішечках, щоб я мала уявлення про вантаж, який довелося б нести солдатові в Афганістані протягом дводенного пришвидшеного маршу. Типовий вантаж для бойових дій більш ніж удвічі важчий95 фунтів, з них 33 фунти бронезахисту, 16 фунтів акумуляторів та 15 фунтів зброї й амуніції. Експерименти з виживання в пустелі часів Другої світової війни Едварда Адолфа показали, що, коли людина несе наплічник вдвічі меншої ваги, вона втрачає з потом додаткову половину фунта рідини за годину.
У моєму наплічнику тільки пісок, на мені немає бронезахисту, зі зброїтільки ректальний зонд. Не знаю, яку місію можна з таким спорядженням виконувати, але, хоч би яка вона була, у мене немає ні сил, ні настрою до неї братися. Через кілька секунд після того, як я надягла наплічник, мій пульс пришвидшився на 25 ударів за хвилину.
Навантаження зросло, тепер вашим мязам треба значно більше крові! Даєнна перекрикує шум вентиляторів. Ваша внутрішня температура теж зростає. Зараз тридцять сім і девять.
Це 102,2 градуси за Фаренгейтом. Прямую до колапсу.
Сценарій ускладнюється моєю схильністю до зневоднення. Я належу до тих, кого в групі досліджень впливу спеки називають «несхильними до пиття». Маючи необмежений доступ до води, несхильна до пиття людина в приміщенні з підвищеною температурою швидко втрачає понад 2 відсотки маси свого тіла. У такій ситуації довіряти чуттю спраги не варто. Яс Куно наводив приклади експериментів, коли чоловіки повинні були ходити від трьох до восьми годин поспіль без вживання води, після чого їм дозволяли пити стільки, скільки вони забажають. Піддослідні пили, доки спрага не втамовувалася. У середньому це ставалося, коли чоловік випивав приблизно одну пяту від кількості рідини, втраченої з потом.
Назовні «пічки» встановлено велику пластикову ванну синього кольору з холодною водою. Це для тих, чия температура підніметься вище від 103 градусів. Занурення в холодну водунайшвидша допомога в разі теплової немочі. Коли щось гаряче (рідина чи твердий обєкт) контактує з чимось холодним, гаряче холоне, а холодне нагрівається. Цетеплопровідність. Теплопровідністю можна пояснити, чому, виживши після корабельної аварії в тропічному морі, людина може загинути від «гіпотермії в теплій воді». Бо вода в морі має температуру, нижчу від температури людського тіла, людина втрачає тепло і в теплій воді.
Теплопровідність, звичайно ж, може бути і причиною нагрівання тіла. Якщо опинитесь у скрутному становищі посеред пустелі, не треба сідати чи лягати перепочити просто на землю чи притулятися до «лендровера». Пісок нагрівається до 130 градусів за Фаренгейтом, металще сильніше. Теплопровідністю пояснюється, чому просторий одяг допомагає зберегти прохолоду на сонці. Мішкувата сорочка нагрівається, але, через те що тканина не прилягає до шкіри, вона, на відміну від обтислої теніски, не передає тепло тілу. (Вільний одяг також дозволяє поту швидше випаровуватись.)
Якщо ж мішкувата сорочка білого кольору, ще краще. Одяг світлих кольорів відбиває деяку частину сонячного проміння, отже, вам дістанеться менше. А от якщо ходити сонячного дня без сорочки, то замість прохолоди відчуєте більшу спеку. Коли Едвард Адолф вивчав, як почуваються «роздягнені чоловіки на сонці», піддослідні сиділи на сонці в самих лише черевиках, шкарпетках і спідній білизнівони страждали, ніби температура повітря була на 10 градусів вища. Додаткового дискомфорту завдавало те, що контрольний піддослідний, повністю одягнений чоловік, сидів поруч із ними. Це було просто знущання.
Можете собі уявити, що думають експерти з теплової немочі про людей, які полюбляють засмагати, тобто добровільно лежать під прямими сонячними променями на гарячому піску, та ще й роздягнуті. Не дивно, що таким здебільшого займаються неподалік великої блакитної ванни під назвою «океан». Тільки не треба вставати з простирадла та вправлятися в підніманні чогось важкого. Перевтома мязів наразить вас на ризик виникнення потенційно фатального станурабдоміолізу. Якщо тіло не може вдовольнити збільшені потреби мяза в «паливі», такий мяз урешті-решт стане ішемічним.