Высота и человек

При подъеме на высоту одновременно уменьшаются атмосферное давление, парциальное давление кислорода в атмосфере и легочных альвеолах, а также насыщение гемоглобина кислородом (98% О2 в крови транспортируется эритроцитами и только 2% - плазмой). Это может вызвать гипоксию (кислородное голодание) – состояние, возникающее при недостаточном снабжении тканей кислородом или нарушении его использования в процессе биологического окисления. Близким по смыслу является термин гипоксемия - пониженное содержание кислорода в крови. Кислород необходим для процессов окислительного фосфорилирования (синтеза аденозинтрифосфата (АТФ*); дефицит О2 нарушает протекание всех процессов в организме, зависящих от энергии АТФ: работу мембранных насосов клеток, транспортирующих ионы против градиента концентраций, синтез медиаторов и высокомолекулярных соединений — ферментов, рецепторов для гормонов и медиаторов. Если это происходит в клетках центральной нервной системы, нормальное протекание процессов возбуждения и передачи нервного импульса становится невозможным [2].

* Причиной предпочтения в условиях гипоксии, упражнений высокой интенсивности получения энергии за счет углеводов, а не более калорийных жиров является больший выход АТФ: углеводы образуют 6, 3 молей АТФ/мольО2; жиры – 5, 6 молей АТФ/мольО2

Из приведенной таблицы можно сделать ряд выводов:

- снижение парциального давления воздуха и, соответственно, кислорода от высоты происходит нелинейно;

- степень насыщения легких кислородом по отношению к его содержани. во внешнем воздухе снижается (это может быть связано с возрастанием в легких доли СО2, а в " зоне смерти" дыхание проходит уже столь интенсивно, что СО2 в легких не успевает накапливаться);

- гемоглобин способен почти на 100% насыщаться О2 при его парциальном давлении в легких 13-14%(!) от атмосферного;

- степень насыщения гемоглобина кислородом не стоит в линейной зависимости: даже тогда, когда парциальное давление кислорода в легких уменьшится вдвое, гемоглобин окажется еще насыщенным на 80%.

Степень насыщения гемоглобина человека кислородом от высоты и снижение атмосферного давления (соответственно - количества кислорода) с высотой.

Благодаря удивительному свойству гемоглобина жадно присоединять к себе кислород даже при малых его давлениях оказывается возможным передвижение человека и жизнь его в высокогорье.

Легкие реагируют на недостаток кислорода сначала более глубоким дыханием (увеличением его объема), см. табл., а затем уже и нарастанием частоты дыхания. При сниженной плотности воздуха естественно уменьшается и масса содержащегося в нем кислорода, т.е. происходит " снижение кислородного потолка".

Поэтому снабжение кислородом организма на больших высотах будет недостаточным, а теоретическая мощность выполняемой работы будет определяться степенью насыщения гемоглобина крови кислородом. И определять, в конечном итоге, длительность акклиматизации.

По современным представлениям высоты до:

5300-5400 м – зона полной акклиматизации, когда отдых и питание полностью восстанавливают затраченную энергию здоровых людей;

5400-6000 м - зона неполной акклиматизации (нет полного восстановления даже при отдыхе);

6000-7000 м - зона адаптации (компенсаторные механизмы организма работают с большим напряжением и полное восстановление жизненных сил хоть и с трудом, но кратковременно возможно;

7000-7800 м - зона частичной, временной адаптации (организм начинает расходовать собственные резервы без возможности их пополнения. Альпинист может находиться в этой зоне до 4-5 дней;

свыше 7800 м - " зона высотной смерти" (пребывание в ней в течение 2-3 дней без кислородного аппарата вызывает быструю детериорацию (истощение).

Об этом многие знают. И все же хочется обратить внимание, что указанные состояния в этих высотных зонах подразумевают уже наличие у восходителей адекватной акклиматизации к этим высотам. Кстати: приведенный выше график объясняет почему относительно полноценный отдых возможен на высотах 4200-4400 м.