МЗ: Медицина и Здоровье

Осваивая горные районы планеты, люди поднимаются на большие высоты. Извечно стремление человека оторваться от Земли, взлететь над ней… Однако покорение больших высот оказывается крайне затруднительным и сопровождается серьезными нарушениями функций организма.

Как, например, происходит газообмен в условиях пониженного атмосферного давления?

Давление воздуха у земной поверхности колеблется около 760 мм рт. ст., что составляет 1 атм. Воздух представляет собой физическую смесь водяных паров и газов: азота, кислорода, аргона, углекислого газа, водорода, неона и др.

При нормальном атмосферном давлении у здоровых людей артериальная кровь в достаточной степени насыщена кислородом. По мере подъема на высоту процентное соотношение всех составных частей остается таким же, как на уровне моря, по при этом понижается общее давление воздуха и, значит, уменьшаются парциальные давления кислорода, азота и других газов.

Следует вспомнить, что биологическое действие на организм газов, входящих в смесь, определяется не их процентным содержанием, а величиной парицального давления. Парциальное же давление газа зависит как от его процентного содержания, так и от общего давления газовой смеси. Поскольку процентный состав разреженного воздуха остается постоянным, то очевидно, что при подъеме на высоту парциальное давление каждого отдельного газа будет, уменьшаться пропорционально уменьшению общего давления.

Степень насыщения крови кислородом в основном зависит от его парциального давления в альвеолярном воздухе (чем оно выше, тем лучше и полнее идет; процесс насыщения). Но с высотой парциальное давление во вдыхаемом воздухе уменьшается, вследствие чего снижается, и степень насыщения крови кислородом. Если на уровне моря насыщение крови кислородом достигает 98%, то, например, на высоте 6000 м оно равно только 75% кислородной емкости крови.

Кислородное голодание

На высоте не только падает напряжение кислорода, растворенного в крови, но уменьшается также количество кислорода, связанного гемоглобином. В результате парциальное давление кислорода становится недостаточным.

Степень кислородного голодания зависит от высоты подъема и времени пребывания на высоте, а переносимость его лицами разного возраста и тренированности — от функционального состояния и индивидуальных особенностей. У пожилых и больных людей кислородное голодание проявляется на меньших высотах, чем у молодых и здоровых. Альпинизм, плавание, занятия подводным спортом и горный туризм способствуют повышению устойчивости организма к кислородному голоданию. Однако у всех людей, хотя и на разных высотах (обычно выше 1 км), при снижении парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе до определенного уровня внешнее дыхание изменяется.

Характерной реакцией дыхательной системы на недостаток кислорода является рефлекторная перестройка дыхательных движений без серьезных расстройств жизнедеятельности. Первоначально углубляются и незначительно учащаются дыхательные движения, что является эффективным способом повышения содержания кислорода в легких, так как поверхностное дыхание меньше обновляет воздух. Несколько увеличиваются масса циркулирующей крови и частота сердцебиений.

На высоте более 3 км углубление дыхания приводит к заметному увеличению объема легочной вентиляции. По мере дальнейшего подъема глубина дыхания продолжает возрастать. Частота его мало изменяется, но во всех случаях легочная вентиляция увеличивается. Увеличение объема легочной вентиляции обусловливается повышением парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе и его напряжений в артериальной системе.

Усиление дыхательных движений

Перестройку дыхания в условиях умеренного детородного голодания следует рассматривать как приспособительную реакцию.

Снижение парциального давления (напряжения) кислорода в артериальной крови является специфическим раздражителем чувствительных клеток, расположенных в стенках аорты и сонных артерий. Возникающие при раздражении хеморецепторов нервные импульсы по нервным путям передаются к клеткам дыхательного центра, стимулируют его работу и тем самым вызывают усиление дыхательных движений, увеличение легочной вентиляции, а следовательно, и более интенсивное обновление альвеолярного воздуха. В результате улучшается насыщение крови кислородом, возрастает Доставка его к тканям организма. В этом положительное значение приспособительной реакции, направленной на борьбу организма с кислородной недостаточностью. Однако увеличение объема легочной вентиляции попутно с благотворным увеличением давления кислорода косвенно оказывает и отрицательное влияние — вызывает чрезмерное вымывание из альвеолярного воздуха (и, значит, из крови) углекислого газа. Последний, как известно, служит сильным стимулятором деятельности дыхательного центра, а также способствует ускорению насыщения крови кислородом в легких и переходу его из крови в ткани организма. Поэтому при вымывании углекислого газа дыхание ослабевает. Недостаток кислорода опять вызывает усиление вентиляции. И так продолжается до тех пор, пока объем легочной вентиляции. Не установится на некотором уровне, который обычно оказывается все же выше нормального, в связи с чем содержание кислорода в альвеолярном воздухе несколько повышается.