Чувства животных и человека

Глава 12 Тайна жажды

Кажется вполне естественным, что одно из самых ранних упоминаний о жажде пришло к нам из пустынь Египта. Около сорока столетий назад Синух, приближенный фараона Аменемхета I, чуть не умер от жажды, когда пересекал Суэцкий перешеек. В одном из бесценных письменных источников древнего Египта сохранилось описание отчаянного положения Синуха, у которого язык прилип к нёбу, горло горело и все тело жаждало влаги. «Это и есть вкус смерти», — сказал он себе.

И сегодня такие ощущения все еще представляют собой реальную опасность. Ни один человек не проживет и трех недель, если его совершенно лишить воды. С водой, но без пищи, он может протянуть целый месяц. Однако в нашем организме, видимо, имеется большой запас воды: она составляет 50–60 % веса тела у взрослых людей. Человек может потерять примерно пятую часть этого количества. Если же он потеряет еще больше жидкости, то умрет, а если меньше — выживет и сможет восполнить свой внутренний запас. Не имеет значения, произошла ли эта потеря внезапно, в течение одного дня, как это иногда случается с людьми в жарких пустынях, или на протяжении нескольких недель. В 1821 году некий прославившийся француз довел себя до смерти, упорно отказываясь что-либо выпить: он продержался 17 дней. Еще на пятнадцатый день он мог сохранить себе жизнь. Потерпевшие кораблекрушение, которые пробыли пятнадцать дней без воды, выдержали это тяжелое испытание.

Большинство из нас никогда не испытывало подобной жажды. Однако всем нам знакомо это ощущение. Удивительно, что, утоляя слабые побуждения жажды, как правило, весьма случайно и относясь к этому небрежно, мы тем не менее ухитряемся с поразительной точностью поддерживать наши внутренние диффузные резервы воды на одном уровне. Мы ежедневно теряем около ²/₃ литра воды из «водного бассейна» внутри нас; они идут на образование пота и увлажнение выдыхаемого воздуха. При нормальной сбалансированной диете мы выделяем около литра воды только с мочой и калом, которые удаляют из организма отходы ежедневного обмена веществ. В то же время мы получаем около трети литра в виде «метаболической воды», которая каждый день синтезируется при переваривании даже сухой пищи. Но стоит нам отказаться от «влажных» продуктов и жидкости, как у нас сразу возникает серьезный дефицит влаги. При слабых ощущениях жажды мы почти автоматически ликвидируем этот дефицит. Также автоматически мы компенсируем излишнюю потерю или излишнее поступление жидкости. Как мы узнаем, что в нашем организме достаточно воды? Жажда настолько неясное чувство, что мы не в состоянии сказать, где именно мы его ощущаем.

Дети скоро обнаруживают, что их отцы и матери никогда не отказывают им в питье. Сколько родителей и сегодня поступают так же, как некогда наши: заставляют в течение нескольких минут подержать во рту немного воды, «чтобы она утолила жажду» и тем самым немного успокоила нас. Мысль о том, что жажда вызывается сухостью слизистой рта, была высказана еще очень давно, но серьезное внимание привлекла к себе лишь несколько десятилетий назад, после того как с этой идеей выступил великий эндокринолог Уолтер Б. Кеннон. К сожалению, его объяснение не соответствует истине. Сухость слизистой рта, возникающая от волнения, во время длительного публичного выступления или из-за дыхания через рот при сильной физической работе, так же как и при снижении слюноотделения, может исчезнуть от небольшого глотка лимонного сока или кислых пикулей, которые стимулируют слюнные рефлексы. Но эти паллиативные средства утоляют жажду не больше чем на несколько минут.

Когда наш организм обезвожен, чувство жажды так часто сопровождается уменьшением слюноотделения и сухостью во рту, что мы невольно считаем синонимами эту сухость и жажду. В действительности же бывает, что нам мучительно хочется пить, в то время как слюнные железы, желудок, кровь и мочевой пузырь еще полны воды. Умышленно или неосознанно этим пользуются бармены при продаже товаров. Они возбуждают жажду, свободно выставляя блюда с солеными увлажняющими рот лакомствами: соленым печеньем, ломтиками хрустящего картофеля, жареными кукурузными зернами и земляными орехами. Обильно выделяется слюна, однако в задней части горла ощущается сухость. Не выпить ли еще? Эта внутренняя сухость — признак того, что содержание соли в крови незначительно повысилось и потому нарушилось нормальное соотношение воды и соли. Подобным же образом, отведав соленой ветчины или рыбы, человек может изнемогать от жажды, пока почки не удалят соль и в крови не восстановится нормальный водно-солевой баланс. Однако эти побуждения исчезают, если заднюю часть горла смазать раствором какого-нибудь анестезирующего вещества.

Проведенные за последнее время с помощью электрофизиологических методов исследования мозга показали, что истинным центром чувства жажды является небольшая область в гипоталамусе, рядом с гипофизом. Здесь локализуются удивительные миниатюрные чувствительные органы, которые контролируют нормальное соотношение воды и солей в крови, протекающей по капиллярам сонной артерии. Уменьшение этой пропорции не более чем на 1–2 % по сравнению с нормой вызывает поток возбуждений, который направляется по сложному, непрямому пути. В связи с этим гипоталамус может выделять какой-то еще неидентифицированный гормон, к которому чувствительны клетки, выстилающие заднюю стенку горла. Возбудившись, они передают это возбуждение по соответствующим нервным проводникам к коре мозга, в результате чего и формируется осознанное чувство жажды. Не удивительно, что мы «ощущаем» его так туманно, неясно. Исследовав это чувство более глубоко, ученые смогли опровергнуть старую пословицу насчет лошади, которую ведут к воде^[18]. Теперь же, посылая через тоненькие проволочки к гипоталамусу электрические стимулы, они могут заставить лошадь пить. У животного действительно возникнет такая сильная жажда, что оно будет вынуждено возвращаться к источнику даже после того, как выпьет столько воды, сколько ему было необходимо до раздражения мозга.

Утолить жажду — значит привести в равновесие водно-солевой баланс крови. Этого можно с одинаковым успехом добиться, съевши сочных фруктов или выпив воды или какой-либо другой жидкости. В тропических странах, где водные источники часто заражены инфекцией, мы скорее предпочтем есть апельсины или другие фрукты, которые можно очистить, чем в течение двадцати минут кипятить воду из общественного источника или обезвреживать ее с помощью химикалиев. Таким путем можно предотвратить развитие жажды даже там, где из-за чрезмерной сухости воздуха с поверхности кожи и легких ежедневно испаряется от семи до девяти литров воды.

Все мы можем поддерживать в крови нужное соотношение воды и солей только в ограниченных масштабах, поскольку человеческие почки сравнительно неэффективны и у нас нет специальных желез, секретирующих соль. Нам нельзя питаться сырой рыбой, как это делают тюлени, главным образом потому, что для удаления продуктов белкового обмена нашим почкам требуется больше воды, чем можно получить из рыбьего мяса. У тюленя, напротив, выделение азотистых продуктов происходит весьма эффективно; к тому же это животное сохраняет воду, поскольку оно не потеет. Мы не можем пить морскую воду, как это делают альбатросы и многие костистые рыбы, поскольку нам пришлось бы выделять воды больше, чем мы получаем, чтобы избавиться от дополнительной соли. В каждом литре морской воды содержится около 35 граммов соли, для выведения ее мы должны были бы освободиться почти от двух литров жидкости. Альбатросы и другие трубконосые птицы могут безнаказанно пить морскую воду, так как в их ноздрях содержатся особые железы, которые забирают из крови все излишки соли и со слизью удаляют их наружу. У морских костистых рыб ту же функцию выполняют особые секретирующие соль клетки, расположенные на поверхности жабер.

Известно, что ни одно млекопитающее не пьет морскую воду для утоления жажды. Однако обитателей пустыни — кенгуровых крыс — можно к этому приучить. Эти животные выработали много специфических приспособлений к жизни в таких местах, где вода является редкостью. Они избегают сухого дневного воздуха и даже предохраняют себя от потери воды, перенося в норы в «меховых» защечных мешках высохшие на воздухе зернышки. Там эти трофеи поглощают из почвы водяные пары, и тогда крысы съедают зерна. Весьма эффективным способом сохранения воды является и обратное всасывание ценных для организма продуктов, которое осуществляется в почках до тех пор, пока плотность солей в моче не превысит вдвое концентрацию соли в морской воде. В таком случае животным может хватить и воды, образующейся при обмене веществ, так что они за всю жизнь не выпивают ни капли жидкости. Для кенгуровых крыс глоток морской воды представляет собой дополнительную воду, тогда как для нас это просто еще какое-то количество соли.

Вероятно, верблюд мог бы обходиться морской водой почти с тем же успехом, что и кенгуровая крыса. Он выработал много способов адаптации, и мы лишь удивляемся, почему организм человека не приспособлен подобным же образом к сохранению ценной влаги. Однако почти все эти способы лежат за пределами возможностей человека. Холодными ночами в пустыне температура нашего организма не может падать до 35°, а затем на утреннем солнце медленно подниматься, достигая температуры 40,5°, прежде чем мы начнем потеть. Мы не можем переводить из печени в желудок (а не в почки) значительную часть наших азотистых отходов и снова использовать их в синтезе белков, как это, видимо, делает верблюд. Если бы нам это удалось, мы бы избежали потерь ценной влаги и в то же время уменьшилось бы количество случаев белковой недостаточности (kwashiorkor) — одного из самых распространенных в современном мире заболеваний. Мы не можем даже сохранять воду в составе нашей крови, когда исчерпаны остальные водные запасы организма, как это делает верблюд. Прожив семнадцать дней без питья, он все еще бодр, даже если потерял десятую часть воды плазмы и третью часть остальной воды в организме; верблюд может возместить свои потери за десять минут, если получит доступ к источнику питья.

Почти единственный способ адаптации, который мы можем перенять у верблюда, состоит в следующем: находясь под палящим солнцем пустыни, носить свободную шерстяную одежду в несколько слоев, как это делают арабы; такая одежда защищает поверхность тела от жары, и при этом теряется меньше воды в виде пота для охлаждения кожи. Подвергающийся действию солнечных лучей шерстяной покров верблюда толщиной до 5–6 сантиметров является лишь одним из способов такой адаптации. Другой способ заключается в том, что верблюжий жир сконцентрирован главным образом в спинном горбу, а не распределен равномерно под кожей, как у человека. Когда температура тела верблюда повышается до 40,5°, поверхность его кожи нагревается примерно до 39,5°, и выделение тепла происходит относительно беспрепятственно. Мы можем добиться подобной теплоотдачи только при охлаждении поверхности тела на 5° или более за счет испарения пота, но при этом расплачиваемся запасами воды, которые подчас трудно восполнить. Однако без такого охлаждения изоляционная прослойка подкожного жира настолько ограничивает отдачу тепла через кожу, что температура тела может повыситься до опасного уровня.

По-видимому, адаптационные механизмы верблюда включают также и замечательную способность распознавать пригодную для него воду. Он готов пить горькие растворы, от которых мы не отказались бы только в крайних случаях. Решая, приемлема ли вода для питья, мы руководствуемся в основном ощущениями запаха и вкуса и в особенности информацией, полученной от чувствительных к соли рецепторов. Однако и они могут обмануть нас. Любопытно, что мы предпочитаем воду, содержащую небольшое количество солей. Мы можем даже отказаться от чистой воды, которая «не имеет вкуса и запаха», из-за того, что она «пресная» и «невкусная».

В Стокгольмском ветеринарном колледже доктор Янгве Зоттерман со своими сотрудниками обнаружили на языке лягушки особые вкусовые нервные окончания, которые специфически реагируют на воду и на сильно разведенные растворы хлористого натрия. Означает ли это, что лягушка улавливает в воде характерный привкус? Шведские ученые полагают, что она обладает этой способностью и, погружаясь в воду, использует ее при «дегустации» просочившейся в рот пресной воды. Так как лягушки зимой всегда прячутся в илистом дне прудов, эта мысль кажется вполне здравой. Но улавливает ли человек специфический привкус воды, отличный от вкуса соли, сладости, кислоты, горечи или пахучих веществ, растворенных в ней?

По-видимому, никто не знает, что придает такой восхитительный вкус воде, зачерпнутой жестяным ковшом из родникового колодца где-нибудь на ферме. Дело не только в одном привкусе жести, так как вы почувствуете значительную разницу во вкусе, если в том же сосуде поднесете к губам дистиллированную воду. Большинство людей, проделавших такой опыт, готовы признать, что совершенно чистая вода хороша для автомобильных батарей, но вряд ли пригодна для питья. Дождевая вода, которая дистиллируется солнцем, также лишена характерного привкуса. Даже родниковая вода, простоявшая несколько недель в закрытом стеклянном сосуде, имеет более «живой» вкус.

Странно, что мы так равнодушны к чистой воде, ведь запасы свежей воды больше чем что-либо другое определяют, где человек может жить. Сегодня мы говорим не только о жажде отдельного человека, но также и о промышленной и общественной жажде. Рост города определяется тем, насколько можно увеличить его водные ресурсы. Успех многих отраслей промышленности, производства стали и сельского хозяйства зависит от наличия огромных запасов воды.

В Соединенных Штатах сегодня каждый человек, будь то мужчина, женщина или ребенок, потребляет в год в среднем 750 литров пресной воды для питья, 56 700 литров для стирки, уборки квартиры и приготовления пищи; кроме того, в расчете на каждого человека ежегодно требуется 600 000 литров пресной воды для нужд индустрии и 850 000 литров для ирригации. Значит, 180 миллионов жителей потребляют около седьмой части всей воды, приносимой в океан нашими малыми и большими реками. А если в 2000 году население нашей страны, как предполагают ученые, достигнет 360 миллионов человек, то с учетом индивидуальной, общественной и промышленной жажды мы будем потреблять до одной трети всех имеющихся запасов пресной воды.

Прежде чем пройдет столько лет, человек должен изобрести машины, опресняющие морскую воду; в противном случае население приморских районов будет страдать от хронической жажды. Но даже тогда вряд ли будет экономически выгодна транспортировка огромных количеств опресненной морской воды в засушливые районы больших континентов в тех масштабах, которые требует сельское хозяйство, промышленность и большие города. Население внутренних районов страны, по-видимому, должно полагаться исключительно на удовлетворение жажды с помощью естественных осадков. В будущем эти места могут превратиться в пресноводные оазисы, и человек будет спешить от одного такого оазиса к другому, возможно мечтая так же приспособиться к подобным путешествиям, как и верблюд.