Острая горная болезнь. Высотная акклиматизация Механизм акклиматизации при подъеме в горы эритроциты

Высотная адаптация. Как человеческий организм приспосабливается к жизни в горах

Острая горная болезнь. Высотная акклиматизация Механизм акклиматизации при подъеме в горы эритроциты

Каждые несколько шагов вверх сбивают дыхание. Сердце выпрыгивает из груди, а легкие жадно хватают разреженный воздух. Любое движение дается с трудом и требует мучительных усилий воли.

После тяжелого ходового дня мозг отчетливо понимает, что ему нужна пища, но тело просто отказывается ее принимать: голод и приступы тошноты постоянно сменяют друг друга. Между тем цифры на альтиметре показывают 3500 метров над уровнем моря. Вот и до меня добралась «горняшка».

Она же — горная болезнь. Уже на следующий день мне полегчает: часть симптомов исчезнет, часть останется, но уменьшит остроту.

Откровенно говоря, организм среднестатистического человека донельзя плохо приспособлен к условиям высокогорья. Эволюция создавала нас явно не для этого. Становление биологического облика Homo sapiens происходило вовсе не на заоблачных Гималайских высотах — в каких-то жалких сотнях метров над уровнем моря.

Поэтому наш организм хорошо переносит лишь небольшой диапазон атмосферных давлений, а жизнь человека на высотах от 2500 метров натыкается на ряд проблем. С ростом высоты атмосферное давление снижается по экспоненте.

Например, на высоте пять тысяч метров оно составляет лишь около половины от нормального давления на уровне моря. Так как общее давление воздуха падает, то и давление каждого из его компонентов (парциальное давление), в том числе и кислорода, уменьшается.

А значит, альпинисту на пятикилометровой высоте с каждым вздохом будет доставаться в два раза меньше кислорода, чем скучному обывателю, живущему на уровне моря.
Вид на гору Эверест. Ее высота — 8848 метров над уровнем моря. ValentinoPhotography / Фотодом / Shutterstock

Чаще всего восходители сталкиваются с острой горной болезнью — именно ее симптомы автор этих строк ощутил на себе. Механизм ее развития до сих пор не изучен до конца, но, вероятно, он имеет общие корни с другим опаснейшим врагом альпинистов — высотным отеком мозга.

В условиях низкого атмосферного давления и нехватки кислорода (гипоксии) в мозге происходит цепочка процессов, приводящих к нарушению кровообращения, легкому отеку и увеличению внутричерепного давления.

В той или иной мере горная болезнь появляется почти у всех восходителей, и чаще всего ее симптомы исчезают через несколько дней.

Если же дело дошло до высотного отека мозга, жизнь альпиниста оказывается в смертельной опасности и требуется немедленная эвакуация.

Еще одна, по-настоящему парадоксальная высотная болезнь — высотный отек легких. Природа всегда экономна, и для оптимизации кровоснабжения органа дыхания в нашем организме работает механизм гипоксического сужения сосудов (по-научному — вазоконстрикции). При разном положении тела различные участки легкого могут сдавливаться и недополучать воздух.

Если какой-то части легкого не хватает кислорода, то сосуды в ней сокращаются. В идеале это должно приводить к перераспределению кровотока между участками легких и обеспечивать организму максимальное поступление кислорода в любой ситуации. Так и происходит при нормальном атмосферном давлении.

А в горах, при острой гипоксии, этот механизм приводит к судорожному сокращению всей сосудистой сети легких, что еще больше затрудняет и без того нелегкое добывание кислорода из разреженного воздуха. Одновременно вазоконстрикция поднимает давление в сосудах, заставляя плазму крови просачиваться через стенки капилляров.

Заполняя просветы альвеол, она вспенивается при каждом вдохе и снижает эффективный объем легких. Высотный отек легких крайне опасен для жизни и настигает в среднем 4% альпинистов выше отметки в 4500 метров.
Гора Канкар-Пунсум. Ее высота — 7 570 метров над уровнем моря. Вероятно, самая высокая непокоренная вершина в мире. Gradythebadger / Wikipedia

Красные кровяные тельца, эритроциты, — ключевой компонент системы транспорта кислорода в организме. Именно они, а точнее белок гемоглобин, которым они забиты под завязку, улавливает кислород в легких, разносит его по телу и отдает тканям в капиллярах наших органов.

Через одну-две недели пребывания на высоте количество эритроцитов, а значит, и содержание гемоглобина в крови возрастает. Одновременно растет ее кислородная емкость и устойчивость человека к гипоксии. Но до сих пор оставался непонятен феномен быстрой акклиматизации.

Почему часто всего несколько дней, проведенных на высоте, ставят на ноги человека, страдающего острой горной болезнью? Недавняя статья, опубликованная в журнале Journal of Proteome Research, проливает свет на этот процесс.

Оказывается, все самые захватывающие события в эти первые несколько суток на высоте происходят не снаружи, а внутри наших эритроцитов.

Физиологам давно известно, что гемоглобин эффективнее связывает кислород в более щелочной среде (при повышении значения pH), а отдача кислорода лучше происходит при увеличении кислотности (низкие рН). Углекислый газ, растворяясь в крови, дает слабую углекислоту. При этом углекислый газ образуется в тканях, а удаляется из организма в легких с выдохом.

Получается, что большое количество углекислого газа в тканях заставляет гемоглобин охотнее отдавать кислород, а его малая концентрация в легких, наоборот, стимулирует гемоглобин захватывать кислород. Этот эффект получил у физиологов название эффект Бора. Он прекрасно работает на уровне моря, но вот в горах этот изящный природный механизм начинает барахлить.

С высотой давление воздуха, а значит, и парциальное давление углекислого газа в нем стремительно падает. Углекислый газ уходит из крови, а кровь защелачивается. Гемоглобин начинает все хуже отдавать связанный кислород в тканях. Выход из сложившейся ситуации очевиден: нужно срочно закислить кровь, ну или хотя бы цитоплазму эритроцитов.

Исследования показали, что так все и происходит.

Если эритроцит находится в состоянии нормоксии, то есть нормально обеспечен кислородом, разложение глюкозы в нем идет по пентозофосфатному пути.

Этот путь — каскад биохимических реакций, за счет которых синтезируется вещество НАДФ•H — очень ценная молекула-восстановитель. Она необходима эритроциту для ремонта постоянно окисляемой клеточной мембраны.

Ведь через мембрану непрерывно проходит огромный поток агрессивного окислителя — кислорода, буквально обугливая ее молекулы-фосфолипиды.

Вулкан Эльбрус — самая высокая горная вершина России и Европы. Ее высота — 5642 метра над уровнем моря. LxAndrew / Wikipedia

Параллельно существует другой важнейший метаболический путь — гликолиз, генерирующий энергию и вырабатывающий кислый продукт обмена — молочную кислоту. Однако при нормоксии он максимально заторможен.

Так происходит из-за того, что ферменты, необходимые для его реализации, прочно связаны с мембранным белком, имеющим странное название — анионный транспортный белок полосы 3 (он называется так потому, что при разделении белков эритроцитов методом гель-электрофореза его нашли в третьей полосе).

А теперь хозяин наших эритроцитов оказывается в высокогорье, и у него начинается нехватка кислорода — гипоксия. Как только в клетке появляется достаточно гемоглобина, свободного от кислорода, он взаимодействует с белком полосы 3, выпуская на волю ферменты гликолиза, начинающие разлагать глюкозу до молочной кислоты.

Уже на следующий день после подъема на высоту этот сдвиг начинает медленно, но верно увеличивать содержание молочной кислоты в клетке, компенсируя недостаток углекислоты и заставляя гемоглобин лучше отдавать кислород в тканях.

К началу третьей недели на высоте эти метаболические изменения выходят на плато, и акклиматизацию альпиниста можно считать законченной.

Вообще, уникальность высокогорья в том, что оно поставило человека в тяжелые условия, выработать к которым культурную адаптацию оказалось решительно невозможно. Теплая одежда, крыша над головой и огонь в очаге просты и отлично защитят от холода и непогоды.

Но что делать с недостатком кислорода? Газовые баллоны и барокамеры предполагают высокий уровень технологии, ставший доступным только в последние 100 лет. Но неугомонную эволюцию всегда было тяжело поставить в тупик. И там, где технология оказалась бессильна, на помощь пришел беспощадный естественный отбор.

Тысячи лет жизни на высоте обеспечили коренным народностям горных регионов уникальные механизмы устойчивости.

Наиболее исследованы андский и тибетский типы адаптации. У коренного населения Анд — индейцев кечуа и аймара — объем легких больше, а частота дыхания на высоте ниже, чем у пришельцев снизу.

По сравнению с жителями равнины и даже с тибетцами в их крови гораздо больше эритроцитов, переносящих кислород, а значит, и гемоглобина.

Это позволяет их крови эффективнее захватывать кислород в легких и переносить его в ткани.

Женщина народа кечуа на соляных террасах в перуанских Андах. Christian Vinces / Фотодом / Shutterstock

Генетические анализы показывают наследственность этих признаков, но одновременно все они очень похожи на изменения, происходящие в организме человека, недавно поселившегося в высокогорье. Кечуа и аймара пришли в Анды примерно 11 тысяч лет назад. Этого времени едва хватило для начала эволюционных процессов.

Такой «поверхностный» тип адаптации привел к тому, что кечуа и аймара чувствуют себя на высоте гораздо увереннее жителей равнины. Но одновременно это принесло свои проблемы. Среди аборигенного населения Анд высока распространенность состояния, получившего название хронической горной болезни (не путать с острой!).

Высокое содержание эритроцитов в крови приводит к ее загустению и увеличивает давление в сосудах легких. И без того умеренный темп дыхания, характерный для аймара и кечуа, с возрастом снижается, приводя к постоянному недостатку кислорода и еще большему росту содержания гемоглобина.

Хроническая горная болезнь появляется лишь при длительной жизни в высокогорье, обычно в пожилом возрасте, и исчезает при переселении вниз.

Гораздо более глубокие адаптации обнаружились у горцев Центральной Азии. Выяснилось, что у тибетцев и этнически близких к ним шерпов резко повышена частота дыхания.

При этом, вопреки ожиданиям, у них лишь слегка увеличен гемоглобин — 16,9 г/100 мл при норме в 13−15 г для человека на уровне моря.

В то же время по сравнению с обычными людьми их ткани производят почти в два раза больше окиси азота — одного из главных сосудорасширяющих факторов в организме человека. Именно поэтому их капиллярное русло намного шире, чем у жителей более низких районов.

А главное, это помогает им избежать одной из главных физических проблем всех альпинистов — гипоксической вазоконстрикции. В норме у большинства тибетцев и шерпов этот гибельный для альпинистов рефлекс вообще не работает. Поэтому высотный отек легких у них — редкость.

Носильщик в Непале. Rickson Davi Liebano / Фотодом / Shutterstock

Исследования показывают, что коренное население Тибета и Гималаев мигрировало в эти места около 25 000 лет назад. Этого времени эволюции уже хватило, чтобы приспособить их организмы к суровым горным условиям на качественно лучшем уровне, чем у индейцев Анд.

Исследования генома тибетцев показали, что они обладают своеобразными вариантами генов EGLN1, PPARA и EPAS1, кодирующих белки, которые участвуют в созревания новых эритроцитов. Еще одним важнейшим геном этого ряда оказался EPAS1. По-видимому, тибетские варианты этих генов блокируют избыточное образование эритроцитов, не доводя дело до хронической горной болезни.

Однако самое захватывающее выяснилось при анализе однонуклетидных полиморфизмов — отличий в структуре гена на отдельный нуклеотид. Оказалось, что тибетский вариант гена EPAS1, ассоциированный со сниженным содержанием гемоглобина в крови, уникален и совпадает с вариантом этого гена, найденного в геноме денисовского человека.

Того самого загадочного гоминида, чья фаланга пальца была найдена в Денисовой пещере на Алтае и который умудрился оставить свой след в геноме меланезийцев и, как мы теперь знаем, помог тибетцам приспособиться к суровым горным условиям.

 Дмитрий Лебедев

Источник: https://tass.ru/sci/6821550

Горная болезнь

Острая горная болезнь. Высотная акклиматизация Механизм акклиматизации при подъеме в горы эритроциты

Горная болезнь – это патологическое состояние, обусловленное снижением насыщения крови кислородом, развивающееся при пребывании на значительной высоте.

Клинические проявления складываются из признаков дыхательной недостаточности, поражения головного мозга, системы кровообращения и желудочно-кишечного тракта. Диагноз выставляется на основании клинических симптомов, связанных с подъёмом на существенную высоту.

Лёгкие проявления могут купироваться самостоятельно. В тяжёлых случаях показана посиндромная патогенетическая терапия с последующим экстренным спуском пострадавшего.

Горная (высотная) болезнь развивается из-за снижения парциального давления атмосферных газов во вдыхаемом воздухе. При подъёме на высоту от 3000-4000 метров острая горная болезнь возникает у 10-20% поднявшихся, свыше 4500-5000 м – у 100%. Её тяжёлые проявления встречаются у 1-4% находящихся на высоте.

8000 метров над уровнем моря считается смертельной зоной. Пребывание в таких условиях без специального снаряжения ограничивается 1-2 сутками. Заболеванию больше подвержены жители равнинной местности, низин.

У части коренного населения высокогорья, постоянно проживающего от 3000 м выше уровня моря, развивается хроническая высотная болезнь.

Горная болезнь

Основной причиной развития патологического состояния является кислородное голодание. Снижение парциального давления кислорода в разрежённом горном воздухе вызывает гипоксемию. Благодаря компенсаторным возможностям человеческий организм в течение определённого временного периода способен адаптироваться к высотным условиям. Возникновение и тяжесть болезни обусловлены следующими факторами:

  • Высота подъёма. На промежуточных и больших высотах (от 1500 до 3500 метров) заболевание возникает при быстром подъёме. Практически каждый, поднявшийся на очень большую высоту (3500-5800 м), страдает от последствий гипоксемии. Период акклиматизации составляет 2-6 дней. Длительное нахождение на экстремальных (выше 5800 м) высотах невозможно, полная адаптация не происходит.
  • Климат и погодные условия. Заболеваемость выше в условиях влажного и холодного климата. Горная болезнь чаще встречается в зимнее время года. Дополнительное неблагоприятное воздействие на организм оказывают перепады дневной и ночной температуры воздуха и сильный порывистый ветер.
  • Индивидуальные качества. На частоту возникновения и тяжесть течения высотной болезни влияют уровень тренированности, физическое и психоэмоциональное состояние, устойчивость к гипоксии. Мужчины хуже переносят кислородное голодание. Молодые люди больше подвержены отрицательному воздействию разрежённой атмосферы.

Физическое перенапряжение, обезвоживание и неправильное питание, избыточный вес, нарушения сна провоцируют развитие заболевания на сравнительно низких высотах. Кровопотеря, простуды, обострение хронических болезней, употребление алкоголя и кофе усугубляют кислородную недостаточность и способствуют возникновению отёка лёгких и (или) головного мозга.

Механизм развития обусловленного пребыванием на высоте патологического состояния недостаточно изучен. Кислородная недостаточность приводит к тканевой гипоксемии. Организм стремится компенсировать это состояние, включаются механизмы адаптации.

Усиливается вентиляция – дыхание учащается, становится глубже. Увеличивается сердечный выброс, ускоряется ритм. В кровоток выбрасываются депонированные в печени, селезёнке и красном костном мозге эритроциты и другие клетки крови.

Организм привыкает к дефициту кислорода, происходит акклиматизация.

Если гипоксия нарастает, резервы человеческого тела истощаются. Органы и системы повреждаются на клеточном уровне. Развиваются необратимые изменения. Повышается проницаемость клеточных мембран. Происходит активация апоптоза – запрограммированной гибели клеток.

Наиболее уязвимыми органами являются головной мозг и альвеолярная лёгочная ткань. Недостаток кислорода наряду с развивающейся на фоне гипервентиляции гипокапнией оказывают повреждающее действие на нервную систему. Появляется неврологическая симптоматика. Увеличение проницаемости сосудистой стенки приводит к отёку мозга.

Нарушение газообмена, застой в малом круге кровообращения способствуют развитию отёка лёгких.

По степени тяжести горная болезнь бывает лёгкой, среднетяжёлой и тяжёлой. Выраженность клинической симптоматики зависит не только от высоты и компенсаторных возможностей организма. Большое значение имеет скорость подъёма.

При быстром восхождении организм не успевает акклиматизироваться. Происходит повреждение органов и тканей.

В зависимости от скорости развития и тяжести проявлений заболевания выделяют следующие формы болезненного состояния, возникающего на высоте:

  • Острейшую. Развивается в течение нескольких минут после подъёма. Возникает при попадании на большую высоту с помощью авиатранспорта, разгерметизации кабины самолёта, быстром восхождении. Протекает крайне тяжело.
  • Острую. Признаки недомогания появляются в течение 6-12 часов. Возникает из-за быстрого подъёма, а также на очень больших и экстремальных высотах. Тяжесть течения зависит от адаптационных способностей организма.
  • Подострую. Развивается постепенно в течение недели при правильном медленном восхождении. Клиническая картина схожа с проявлениями острого состояния.
  • Хроническую. Такая форма болезни характерна для постоянно или длительно проживающих в высокогорье. Заболевание протекает медленно и относительно благоприятно.

Признаки патологического состояния, возникающего в разрежённой горной атмосфере, разнообразны. Они зависят от того, какая система человеческого организма пострадала больше. К частым проявлениям высотной патологии относится интенсивная головная боль, усиливающаяся при физической нагрузке и в горизонтальном положении. Её сопровождают головокружение, мелькание «мушек» перед глазами.

Присутствует ощущение выраженной слабости и усталости. Привычные нагрузки даются с трудом. Сон становится беспокойным, прерывистым с тревожными сновидениями. Появляется одышка, учащение сердечных сокращений, ощущение сердцебиения. Нередко присутствуют давящие загрудинные боли. Снижается аппетит, присоединяются тошнота с рвотой или без, метеоризм.

Мочеиспускание становится редким, порции мочи – малыми.

Горная болезнь лёгкой степени проявляется головной болью, одышкой, сердцебиением при физическом и психоэмоциональном напряжении, переохлаждении. Для среднетяжёлого течения характерно наличие признаков болезни в состоянии покоя.

Присоединяются нарушения зрения и слуха. Меняется характер, появляются раздражительность, признаки депрессии. Иногда, наоборот, присутствуют эйфория, возбуждение.

Симптомы заболевания в лёгкой и среднетяжёлой форме постепенно ослабевают или усиливаются за несколько дней–недель.

Тяжёлое течение высотной патологии проявляется резким нарастанием одышки, кашля, нередко осложняющегося кровохарканьем или лёгочным кровотечением. Постоянная мучительная головная боль усиливается при малейшем движении.

Значительно нарастает общая слабость. Больной становится вялым, апатичным, заторможенным. Нарушаются мыслительные процессы. Появляются галлюцинации и судороги. При дальнейшем прогрессировании процесса наступает кома.

При правильном оказании медицинской помощи и неотложном спуске вниз горная болезнь обычно регрессирует, и наступает выздоровление. К осложнениям заболевания относятся высокогорный отёк лёгких и высокогорный отёк головного мозга.

Реже развивается острая почечная и печёночная недостаточность, миокардиодистрофия. В условиях высоты, без лечения эти состояния неминуемо приводят к гибели больного.

Вследствие длительного кислородного голодания у жителей высокогорья формируется хроническое лёгочное сердце, нарушаются функции дыхания и кровообращения.

Уметь распознать неблагоприятное влияние гипоксии должен не только представитель спортивной медицины, но и любой совершающий восхождение. Диагноз выставляется по клиническим данным. Существует простой опросник, помогающий определить наличие патологического процесса.

Учитывается присутствие головной боли, головокружения, нарушения сна и функций пищеварительной системы, снижение работоспособности. При осмотре выявляется шаткость походки, нарушение координации движений. Наблюдается бледность или цианоз кожных покровов.

Спортивный врач альпинистского лагеря с целью уточнения диагноза выполняет:

  • Физикальное исследование. При аускультации в лёгких могут прослушиваться сухие и влажные разнокалиберные хрипы. Наблюдаются учащение частоты сердечных сокращений, нарушения ритма. Иногда определяются расщепление первого тона на верхушке сердца, раздвоение второго тона над аортой.
  • Электрокардиографию и пульсоксиметрию. На ЭКГ выявляются признаки перегрузки правых отделов сердца, тахикардия, экстрасистолия, нарушения проводимости и ритма. С помощью пульсоксиметра определяется уровень гипоксии. Насыщение крови кислородом ниже 90% свидетельствует о среднем или тяжёлом течении заболевания.

В ближайшем медицинском учреждении пострадавший осматривается терапевтом, неврологом, при необходимости – реаниматологом. Дополнительно выполняются рентгенологическое исследование или КТ органов грудной клетки, лабораторные анализы. Высотную болезнь следует дифференцировать с пневмонией, инфекционными заболеваниями, кардиогенным отёком лёгких, алкогольным опьянением.

Первая помощь осуществляется в порядке преобладания той или иной симптоматики в зависимости от степени тяжести заболевания.

Пациенту с легко протекающим патологическим состоянием запрещается дальнейшее восхождение, рекомендуется покой, сбалансированное питание, витаминизированное питьё до окончания периода акклиматизации.

Если за 3 дня улучшение не наступает, пострадавший подлежит эвакуации вниз. При тяжёлом и среднетяжёлом течении заболевания необходимо применять:

  • Оксигенотерапию. Вдыхание увлажнённого кислорода позволяет временно компенсировать состояние. Уменьшается или полностью купируется головная боль. Стабилизируется нервная система. Улучшается газообмен, восстанавливается дыхание. При подозрении на развитие отёка лёгких следует применять кислород с пеногасителем.
  • Кортикостероидные гормоны. Обладают способностью стабилизировать клеточные мембраны. Уменьшают местные и системные последствия воспалительной реакции, вызванной повреждающим действием гипоксии. Эффективны при любом жизнеугрожающем осложнении острой гипоксемии.

При необходимости назначаются кардиотропные препараты, диуретики, антибактериальные средства. Пациенты подлежат экстренному спуску в предгорье. По-возможности, эвакуация должна осуществляться с помощью транспортных средств. Для дальнейшего патогенетического лечения больные госпитализируются в отделение терапии, неврологии или реанимации.

После своевременной эвакуации горная болезнь быстро регрессирует. Функции организма восстанавливаются полностью и без последствий. Отсутствие медицинской помощи, дальнейшее пребывание высоко в горах могут стать причиной гибели пострадавшего. Хроническая горная гипоксия приводит к лёгочно-сердечной недостаточности с постепенным ухудшением качества жизни и инвалидизацией больного.

В профилактических целях необходимы тренировки. Перед первым восхождением требуется специальная подготовка. Для акклиматизации подходит горная местность с промежуточными высотами. Организуется постепенный, медленный подъём.

Участники экспедиции должны быть ознакомлены с симптомами заболевания, факторами риска, правилами оказания само- и взаимопомощи. Для подъёма на экстремальные высоты рекомендуется использовать кислородные маски.

Спортсмены, совершающие восхождения, подлежат регулярным профилактическим медицинским осмотрам.

Источник: https://www.KrasotaiMedicina.ru/diseases/zabolevanija_pulmonology/altitude-sickness

Горная акклиматизация (адаптация к высоте)

Острая горная болезнь. Высотная акклиматизация Механизм акклиматизации при подъеме в горы эритроциты

Термином “горная акклиматизация” обозначается совокупность специфических физиологических приспособлений (адаптации), которые возникают в процессе более или менее длительного непрерывного пребывания на высоте. Эти адаптации уменьшают влияние сниженного давления О2 во вдыхаемом воздухе (гипоксии) на организм человека и повышают его работоспособность в этих специфических условиях.

Основные механизмы естественной адаптации к горным – условиям можно разделить на две категории. Первая обеспечивает усиление транспорта О2 к тканям тела, вторая действует на тканевом уровне и направлена на усиление эффективности использования О2 клетками для аэробного образования энергии.

Чем длительнее (в некоторых пределах) период пребывания на высоте, тем совершеннее адаптация к ней, тем выше работоспособность на данной высоте.

Минимальный период времени, необходимый для высотной акклиматизации, зависит прежде всего от высоты: на высоте 2000-2500 м примерно 7-10 дней, на высоте 3600 м – 15-21, на высоте 4500 м – 21-25. Это лишь примерные сроки, так как многое зависит от индивидуальных особенностей-человека.

Вместе с тем при любой длительности пребывания в горах уровень работоспособности, характерный для данного человека на уровне моря, не достигается.

У жителя равнины, находящегося на высоте, не может быть такого же уровня экономичности в транспорте и утилизации кислорода, который свойствен постоянным жителям гор. Некоторые люди вообще никогда не акклиматизируются к высоте и страдают от горной болезни. Иногда это наблюдается даже у людей, родившихся в горах.

По длительности пребывания на высоте различают 4 степени акклиматизации: 1) острая – до 30 мин, 2) кратковременная – несколько недель, 3) длительная – несколько месяцев, 4) постоянная – постоянное проживание на высоте.

Основные механизмы адаптации к условиям гипобарической гипоксии включают:

  • увеличение легочной вентиляции и сопровождающие ее изменения в кислотно-щелочном равновесии в крови и-других тканях;
  • усиление диффузионной способности легких;
  • повышение содержания эритроцитов и гемоглобина в крови; изменения на тканевом уровне.

Физиологические показатели во время максимальной аэробной работы у высокотренированного человека после кратковременной акклиматизации на разных высотах приведены в табл. 21.

Рис. 72. Легочная вентиляция и ЧСС при работе на велоэргометре с нагрузкой 200 Вт на уровне моря (заштриховано) и на протяжении 22 дней пребывания на высоте 4300 м (по П.О. Астранду). Потребление О2 при работе составляло 2,6-2,7 л/мин. Через день чередовались опыты с дыханием атмосферным воздухом (1) и чистым кислородом (2)

Адаптационная гипервентиляция отмечается уже в первые несколько часов пребывания на высоте. На протяжении нескольких дней происходит дальнейшее увеличение легочной вентиляции при выполнении той же нагрузки.

После недельного пребывания на данной высоте повышенный уровень легочной вентиляции стабилизируется (рис. 72).

Длительная акклиматизация к условиям гипобарической гипоксии уменьшает чувствительность хеморецепторного механизма регуляции дыхания: ослабляются рефлекторные влияния на дыхательный центр и его реакция на гипоксический и гипокапни-ческий стимулы.

По возвращении в равнинные условия требуется нескольш недель, чтобы легочная вентиляция достигла обычного уровня.

Диффузионная способность легких изменяется в процессе горной акклиматизации крайне медленно. Так, даже после 6 месяцев пребывания на высоте 5800 м не обнаруживается заметных изменений в диффузионной способности легких. Вместе с тем у постоянных жителей и долгожителей больших высот она заметно выше, чем у жителей равнины.

У людей, длительно живущих на высоте, общая поверхность легких для диффузии газов может несколько увеличиваться, прежде всего за счет увеличения площади альвеол и объема (поверхности) легочных капилляров благодаря постоянному их растяжению – дилятации. Это ведет к утончению альвеолярно-капиллярной мембраны, что благоприятствует диффузии через нее молекул О2. Замедление кровотока через расширенные легочные капилляры также улучшает условия для диффузии О2.

У постоянных жителей высокогорных районов все легочные емкости (общая, жизненная, функциональная остаточная) и остаточный объем легких увеличены по сравнению с жителями равнины.

Основные адаптационные изменения в системе крови направлены на повышение ее кислородтранспортных возможностей.

Акклиматизация к высоте является, по существу, адаптацией к низкому парциальному напряжению О2и СО2 в крови и других тканях. Высотная гипервентиляция препятствует падению парциального давления О2 в альвеолярном воздухе и соответственно в артериальной крови.

Однако степень уменьшения парциального напряжения О2 в артериальной крови, наблюдаемая сразу по прибытии на высоту, остается постоянной на протяжении нескольких недель акклиматизации. При кратковременном пребывании на высоте вместе с ростом легочной вентиляции продолжает падать парциальное напряжение СО2 в артериальной крови.

Однако в результате длительной высотной акклиматизации оно повышается, что выявляется как в условиях покоя, так и особенно во время мышечной работы.

Кислотно-щелочное равновесие в крови и других жидкостях тела за несколько дней пребывания на высоте постепенно восстанавливается благодаря усиленной экскреции щелочей (бикарбонатов) из крови через почки и их удалению с мочой. Усиленная экскреция бикарбонатов из крови заканчивается, когда ее рН восстанавливается до нормальных величин (около 7,40). Снижение алкалоза ведет к дальнейшему усилению легочной вентиляции.

Уменьшение содержания буферных оснований (щелочного резерва) в крови у людей, акклиматизированных к большой высоте, имеет отрицательный эффект: снижается способность противостоять ацидозу, который возникает при мышечной работе в связи с образованием и выделением в кровь метаболических кислот (прежде всего молочной кислоты); это может быть одной из причин снижения работоспособности.

Концентрация лактата в артериальной крови при выполнении стандартной субмаксимальной аэробной нагрузки снижается по мере акклиматизации к высоте. Максимальная для данного человека концентрация лактата в крови также несколько уменьшается в процессе длительной высотной акклиматизации.

Объем плазмы крови в течение первых нескольких дней пребывания на высоте уменьшен по сравнению с объемом на равнине. Поэтому увеличен показатель гематокрита и повышена концентрация эритроцитов и гемоглобина в крови.

При этом чем больше высота, тем сильнее потери плазмы (выше степень гемоконцентра-ции).

Так, после недели пребывания на высоте 2300 м объем плазмы уменьшен в среднем на 8%, на высоте 4300 м – на 16%. В первом случае гематокрит увеличен на 4%, концентрация гемоглобина – на 10%, а во втором соответственно на 6 и 20%. У альпинистов во время экспедиции на Гималаи объем плазмы на протяжении нескольких недель был на 29% ниже уровня в равнинных условиях.

Начальное уменьшение объема плазмы является следствием общей дегидратации в результате гипервентиляции и усиленного потоотделения. Недостаточное потребление воды в первые дни пребывания в горах может усиливать дегидратацию.

Поскольку в этот период нет чувства повышенной жажды, принимать жидкость следует даже в отсутствие субъективной потребности в ней. В процессе дальнейшего пребывания на высоте объем циркулирующей плазмы восстанавливается до исходного (“равнинного”) уровня.

В условиях среднегорья для этого требуется несколько месяцев.

эритроцитов и гемоглобина в крови в первые дни пребывания на высоте повышается в связи с гемоконцентрацией, вызванной потерей части циркулирующей в сосудистом русле плазмы. Гемоконцентрация обеспечивает поддержание нормального содержания О2 в артериальной крови и поэтому играет важную роль в быстрой адаптации организма к гипок-сическим условиям.

В первые же дни пребывания в горах усиливается эритропоэз, ведущий к истинному увеличению числа эритроцитов в крови (Н. Н. Сиротинин). Оно становится заметным уже на 3- 4-й день пребывания на высоте свыше 3000 м. Увеличивается число циркулирующих в крови ретикулоцитов и эритроцитов больших размеров.

Степень увеличения общего количества и соответственно концентрации эритроцитов на высоте до 4800 м находится в линейной зависимости от высоты и длительности пребывания в горах. При увеличении высоты до 6000 м эритропоэз падает. У альпинистов после нескольких дней пребывания на высоте более 7000 м содержание эритроцитов достигает 8,5 млн/мм3.

У постоянных жителей гор оно тем больше, чем больше высота проживания:

Высота (м)
эритроцитов (млн/мм3) 5,3 5,4 5,5 5,8 6,2 6,6 7,3 8,2

За счет увеличения общего количества (массы) эритроцитов у акклиматизированного к высоте человека повышен объем циркулирующей крови.

Гемоконцентрация, происходящая в начале высотной акклиматизации, и более поздно наступающее истинное увеличение числа эритроцитов в циркулирующей крови приводят к повышению гематокрита и вязкости крови, что, в свою очередь, ведет к повышению периферического сосудистого сопротивления и тем самым влияет на гемодинамику. Небольшие изменения содержания эритроцитов (гематокрита) не оказывают заметного влияния на вязкость крови. Только зна-чительное увеличение их концентрации, которое наблюдается, например, у жителей высокогорных районов, может оказывать определенное отрицательное влияние на циркуляцию крови.

Образование дополнительного количества гемоглобина вначале несколько задерживается по сравнению с ростом числа эритроцитов, но в процессе акклиматизации постепенно усиливается, растет концентрация гемоглобина в крови и, таким образом, повышается кислородная емкость крови (табл. 22). Средняя концентрация гемоглобина в эритроцитах при этом не изменяется. Повышение концентрации гемоглобина позволяет поддерживать нормальное или даже несколько повышенное содержание О2 в артериальной крови, несмотря на сниженный процент насыщения ее кислородом.

Таблица 22. Показатели крови в покое у акклиматизированных людей на разных высотах

Высота, м ОЦК, мл/кг веса тела Концентраций гемоглобина, г%. Кислородная емкость крови, об% % насыщения крови О2, % О2 в артер. крови, об%
0 (уровень моря) 79,6 15,3 20,0 20,0
83,0 16,8 22,5 20,5
96,0 18,8 25,2 21,9
104,0 20,7 27,8 22,4
24,8 33,3 21,7

Увеличение числа эритроцитов и концентрации гемоглобина происходит в условиях среднегорья очень медленно. Оно тем больше, чем больше высота и длительнее пребывание на ней.

На очень большой высоте концентрация гемоглобина в крови нарастает быстро и значительно. У постоянных жителей гор она составляет более 20 %.

На каждые 300 м прироста высоты концентрация гемоглобина в крови увеличивается в среднем на 2,1% у мужчин и на 1,8% у женщин.

Кривая диссоциации оксигемоглобина в процессе горной акклиматизации смещается вправо, что облегчает снабжение тканей кислородом. Особенно это важно для работающих мышц.

Одним из механизмов такого сдвига может быть повышение концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах, что наблюдается у людей, постоянно проживающих в горах.

Однако даже после полной акклиматизации на высоте снабжение тканей кислородом затруднено, особенно при напряженной мышечной работе, из-за сниженного парциального напряжения О2 в артериальной крови (табл. 23).

Таблица. 23. Показатели крови в покое и при максимальной аэробной работе на различных высотах (по Д. Фолкнеру, 1971)

Высота (м) и барометрич. давление, мм рт. ст. Условия Концентрация гемоглобина, т% Парциальное давление О2 в артериальной крови, мм рт. ст % насыщения артериальной крови Ог, % О2 в артериальной крови, об%
0 (760) Покой Макс. работа 15,1 105 98 97 96 19,6 19,4
2300 (580) Покой Макс. работа 16,6 75 70 93 87 20,6 19,3
3100 (520) Покой Макс. работа 17,2 67 57 80 75 20,7 19,6
4300 (420) Покой Макс. работа 18,2 52 46 84 70 20,5 17,1

Источник: https://studopedia.ru/12_113263_gornaya-akklimatizatsiya-adaptatsiya-k-visote.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.