Человек и высота
Если мгновенно перенестись на самую высокую гору Эверест (8848 м), то можно потерять сознание и даже впасть в кому. Но многие альпинисты уже покорили вершину и выжили. Как им это удалось? Что происходит с человеческим организмом на больших высотах?
Опасная отметка
Условно принято считать, что «большие высоты» начинаются с 3000 м над уровнем моря. Около 15 млн жителей Земли обитают в горных районах выше этой отметки. Самая высокая на земле горная вершина является также самой высокой точкой, на которой человек способен выжить без дополнительных средств для поддержания жизнедеятельности.
С точки зрения физиологии, различают три варианта воздействия высоты на человеческий организм. Первый из них — резкий подъем на большую высоту, который может произойти в случае разгерметизации самолета или во время полета на воздушном шаре. Второй — это постепенное восхождение на горную вершину, в процессе которого отводится достаточно времени на акклиматизацию. Третий вариант заключается в длительном проживании на большой высоте. И во всех этих случаях физиологические последствия проявляются по-разному. Самые важные факторы адаптации к большим высотам — это повышение частоты и глубины дыхания, почечная регуляция кислотности крови и снижение чувствительности к воздействию углекислого газа.
Противопоказано беременным и младенцам
История одного из самых высокогорных городов мира Потоси служит наглядной демонстрацией трудностей высотной адаптации. Испанцы основали его в 1553 г. неподалеку от крупнейшего месторождения серебра в Южной Америке. Однако потребовалось несколько поколений, прежде чем потомки конкистадоров приспособились жить на высоте 4090 м. Женщин и скот пришлось возвращать в долину для рождения и взращивания потомства на протяжении первого года жизни. Отпрыски испанцев гибли при рождении или в течение первых 2 нед жизни. При этом на плодовитости местных женщин и выживаемости их младенцев высота не отражалась. Первый младенец испанского происхождения, которому удалось выжить на высоте, родился лишь через 53 года после основания города. К сожалению, ни этот ребенок, ни последующие шесть малышей не дожили до зрелых лет. Но уже через два-три поколения выносливость младенцев повысилась. Возможно, это произошло за счет смешанных браков испанцев с коренным населением, ведь домашние животные по-прежнему страдали массовым бесплодием.
Горные жители
Самое высокогорное постоянное поселение на Земле — шахтерский поселок, расположенный на горе Ауканкильча в Андах, на отметке 5340 м. У коренных жителей высокогорья грудная клетка гораздо шире и бочкообразнее, соответственно больше и объем легких. Как правило, горцы небольшого роста и благодаря этому у них более высокие показатели отношения объема легких к размерам тела. Сердце у горных жителей тоже крупнее, чем у обитателей равнин, и эффективнее перекачивает кровь. Сеть капилляров в легких и тканях гуще, что облегчает процесс усвоения и доставки кислорода. Эти адаптационные особенности у горцев частично врожденные, частично — приобретенные, поскольку у детей низинных жителей, родившихся и выросших на высокогорье, объем легких тоже увеличивается, однако грудная клетка, как у некоторых коренных народов Анд, бочкообразной не становится. Уроженцы равнин, перебирающиеся на высокогорье во взрослом возрасте, никогда не достигнут уровня акклиматизации тех, кто обитает там всю жизнь, даже если проживут в горах долгие годы.
Опасности высокогорья
Жизнь на такой высоте чревата различными опасностями. В столице Боливии, расположенной на отметке 3500 м над уровнем моря, ежегодно умирают туристы от сердечного приступа или тромбоза, вызванного высокогорными условиями. У некоторых людей, проживших всю жизнь в горах, возникают симптомы, сходные с признаками острой горной болезни: головная боль, головокружение, хроническая усталость, в некоторых случаях возможно развитие сердечной недостаточности или инсульта. Объем крови, занимаемый эритроцитами (так называемый гематокрит), у них достигал 80%. У равнинного жителя этот показатель составляет около 40%, а после акклиматизации может возрасти до 60%. Увеличение количества эритроцитов усиливает способность крови переносить кислород к тканям, при этом одновременно повышается вязкость крови, поэтому у некоторых коренных жителей Ла-Паса встречается посинение губ и ногтей (цианоз), а также утолщение концевых фаланг пальцев, характерное для болезни Монхе. Происходит это из-за застоя эритроцитов в капиллярах, которое приводит к замедлению скорости тока крови и, как следствие, к уменьшению доставки кислорода к тканям.
Читайте также: Человек и холод: 9 фактов о переохлаждении
Мертвая зона
Человек может подняться на высоту 8000 м и пробыть там 
несколько дней при условии, что до этого он не одну неделю проведет на промежуточных высотах, постепенно акклиматизируясь. Но даже для самых приспособленных подъем выше 7900 м чреват опасными проблемами. Альпинисты называют этот уровень «мертвой зоной», поскольку длительное пребывание на такой высоте вызывает стремительное ухудшение здоровья. Главная проблема высокогорья — это пониженное содержание кислорода в воздухе. Именно кислородная недостаточность (гипоксия) является основной причиной горной болезни. Симптомы горной болезни обычно отмечаются у жителей равнин при подъеме на высоту более 3000 м, однако со временем большинство людей адаптируются. Но выше 4800–6000 м акклиматизации уже не происходит и дееспособность постепенно ухудшается. Около 40% туристов, поднимаясь в пеших походах выше 4000 м, подвергаются в той или иной степени воздействию горной болезни.
Горная болезнь
Горная болезнь развивается в течение 8–48 ч после быстрого подъема на большую высоту. Начинается она с легкого головокружения, часто эйфории, человек будто пьянеет от разреженного воздуха. Однако через несколько часов эйфория спадает и наваливается невыносимая усталость. Подъем становится все медленнее и изнурительнее. Каждый шаг дается с большим трудом и требует напряжения воли. Перед глазами все плывет и человек теряет равновесие. Кажется, что легкие сейчас разорвутся. Заснуть тяжело, а беспокойный сон прерывается от неприятного ощущения, «будто тебя душат». К этому добавляются сильная головная боль, потеря аппетита, тошнота и даже рвота. Нередки кровоизлияния в капиллярных сосудах сетчатки глаза. У большинства людей эти неприятные симптомы исчезают через несколько дней и капилляры без последствий заживают. Однако иногда горная болезнь может привести к отеку легких от скопившейся в них жидкости. В некоторых случаях развивается даже отек мозга — больной испытывает при этом головную боль, потерю равновесия, сильное желание лечь и ничего не делать. После этого быстро наступает кома, а затем смерть. Кислород может облегчить состояние как при горной болезни, так и при отеке мозга и легких. Но единственное по-настоящему действенное лекарство — это немедленно спуститься с опасной высоты!
Читайте также: Скорость против выносливости
И прочие неприятности
Дополнительными неприятностями, подстерегающими людей на больших высотах, являются холод, обезвоживание и активное солнечное излучение, которые тоже нелегко переносить. Солнечное излучение на большой высоте необычайно интенсивное, поскольку лучи легче проникают через разреженный воздух и отражаются от снега и льда. На высоте также уменьшается влажность, поскольку с понижением температуры и атмосферного давления снижается содержание водяного пара в воздухе. Обезвоживание, усугубленное учащенным дыханием, представляет серьезную опасность, поэтому на высоте важно много пить, чтобы возмещать влагу, испаряющуюся из легких в процессе дыхания. Однако самую главную опасность представляет холод. Через каждые 100 м подъема температура понижается примерно на 1 °С, поскольку с расширением воздух теряет тепловую энергию. К температурному спаду добавляется резкий ветер, повышающий «ветро-холодовый индекс».
Под крылом самолета
Большинство пассажирских перелетов совершаются на высоте около 10 400 м. В салонах пассажирских самолетов создается давление, соответствующее высоте 1500–2400 м над уровнем моря. На такой высоте парциальное давление кислорода является достаточным для нормального насыщения им крови. Но именно из-за перепадов давления, когда внутреннее давление в кабине приводится в соответствие с внешним, у нас закладывает уши во время взлета и посадки. Если на высоте полета выбить стекло, то внутреннее давление и температура уравновесятся с внешними и салон наполнится мелкой водяной взвесью. Уровень кислорода в легких моментально снизится и если не надеть кислородную маску, то в течение 30 с человек потеряет сознание. Летчиков учат правильно выдыхать в процессе разгерметизации, чтобы легкие не разорвало от резкого притока воздуха. Куда коварнее внезапной разгерметизации медленное снижение давления в кабине, поскольку постепенное уменьшение содержания кислорода в воздухе замечают не сразу. Пилот самолета, не подозревая об опасности, может не успеть предпринять необходимые шаги.
Как подробно описывали первые воздухоплаватели, кислородное голодание вызывает эйфорию, рассеянность и неверную оценку обстановки. «Страданий не испытываешь, напротив, ощущаешь ликование, наполняясь искрящимся светом. Проникаешься полным равнодушием и перестаешь видеть опасность положения». Все это вызвано неспособностью организма достаточно быстро реагировать на резкое снижение концентрации кислорода в воздухе на больших высотах.
Татьяна Кривомаз, канд. биол. наук
По материалам книги Френсис Эшкрофт «На грани возможного: наука выживания»
“Фармацевт Практик” #03′ 2015
