Климато-метеорологические условия в горах

Известно, что альпинизм сопряжен с длительным пребыванием в горах, когда на человека воздействует комплекс факторов внешней среды: пониженное атмосферное давление, пониженные парциальное давление кислорода, влажность, температура, повышенная солнечная радиация и высокая ионизация воздуха. Все перечисленные факторы оказывают на организм человека потенцированное действие, но наиболее важным из этих факторов является пониженное парциальное давление кислорода (р02). Окружающий нас воздух состоит из смеси газов. Давление каждого из них называется парциальным. В воздухе на уровне моря содержится примерно пятая часть кислорода (21%). Так как давление атмосферного воздуха на уровне моря равно в среднем 760 мм рт. ст., то парциальное давление кислорода будет составлять 159 мм рт. ст. По мере увеличения высоты местности снижается не только атмосферное давление (общее давление всех входящих в состав воздуха газов), но и парциальное давление каждого газа (табл. 1).

Таблица 1

Соотношение между высотой местности над уровнем моря, атмосферным давлением и парциальным давлением кислорода (по М. М. Миррахимову)

Особенно важным является уменьшение содержания в воздухе необходимых для жизни организма газов — кислорода и углекислого газа. При р02 в окружающем воздухе, равном 159 мм рт. ст., у здорового человека кровь оптимально оксигенируется (насыщается кислородом) в легочных капиллярах, нормально осуществляется перенос кислорода кровью и его переход в ткани. Газообмен между воздухом в альвеолах и кровью в легочных капиллярах, так же как и газообмен между тканями и кровью в тканевых капиллярах, осуществляется по законам диффузии. Термин “диффузия” означает, что между двумя смежными пространствами, даже если они разделены мембраной, в силу разности концентрации газов имеется тенденция к их выравниванию. Снижение р02 в альвеолярном воздухе при подъеме на высоту ведет к уменьшению напряжения кислорода в артериальной крови, снижению диффузного давления кислорода и соответственно к замедлению процесса его перехода в ткани. Таким образом, на определенных высотах создается несоответствие между поступлением кислорода из крови и потребностями органов и тканей в нем — развивается высотная гипоксия (гипо — с греч. уменьшение; оксигениум — с лат. кислород). Основным поглотителем кислорода и его переносчиком является гемоглобин, который при соединении с кислородом переходит в окисленную форму. По мере подъема на высоту насыщение гемоглобина кислородом уменьшается — сначала незначительно и медленно, а потом все быстрее. В итоге в крови возникает гипоксемия — дефицит кислорода, что приводит к раздражению ряда рефлексогенных зон. В результате вступают в действие регулирующие системы, участвующие в компенсации недостатка кислорода в организме. В процессе эволюционного и индивидуального развития организм выработал способы защиты от недостатка кислорода и при определенных степенях кислородного голодания — способность адаптироваться и приобретать соответствующую устойчивость. Однако при значительном разрежении воздуха развиваются различные патологические состояния, в том числе горная болезнь.

Горные районы по высоте классифицируются следующим образом.

1. Низкогорье — 800—1000 м над уровнем моря.

2. Среднегорье — от 1000 до 3000 м.

3. Высокогорье — выше 3000 м.

В условиях высокогорья на организм человека кроме кислородной недостаточности влияют и другие факторы. С увеличением высоты происходит снижение температуры внешней среды в среднем на 0, 6— 1° С на каждые 100 м, усиливаются обменные процессы в организме, увеличивается нагрузка на сердечно-сосудистую и дыхательную системы. Влажность воздуха также снижается: на высоте 2000 м она в 2 раза ниже, чем на уровне моря, при равных температурах, а на высоте 6000 м воздух становится практически сухим. При этом происходит испарение влаги с кожи, слизистых оболочек верхних дыхательных путей. Могут возникать острые респираторные заболевания. На открытых участках тела (коже лица, кистях) появляются трещины. На больших высотах возрастает интенсивность космической и солнечной радиации. Солнечная радиация в нижних слоях атмосферы в значительной степени поглощается водяными парами и при подъеме в горы (до 3000 м) увеличивается в среднем на 10% на каждые 1000 м. Наряду с благоприятным воздействием повышенная доза ультрафиолетовых лучей может вызвать общее недомогание, повышение температуры тела, боль в мышцах, ожоги кожи лица, глаз (“снежная слепота”) и пр. Поэтому при восхождении на ледники, снежные вершины необходимо открытые части тела смазывать специальными мазями и покрывать марлевыми повязками, надевать светозащитные очки.

К числу неблагоприятных факторов, воздействующих на организм человека, относят также и сильные порывистые ветры, сила которых с высотой возрастает, резкие колебания между дневной и ночной температурами, высокую ионизацию воздуха.

Альпинисты по-разному переносят одинаковые высоты в различных горных районах, и для более четкого и объективного установления территориальных различий в уровне возникновения горной патологии учеными предложен единый биоклиматический показатель, учитывающий не только влияние изменений парциального давления кислорода, но температуры и влажности воздуха. Этот показатель назван “эффективной высотой”, которая довольно часто не совпадает с абсолютной высотой, но является более чутким показателем, так как учитывает влияние на организм человека трех основных факторов горного климата.

О том, что при восхождении в горы ухудшается общее состояние и возникает своеобразное недомогание, люди знали еще в древности” однако толкование этого явления носило в основном религиозно-мистический характер. Первое описание горной болезни принадлежит монаху Хосе Акосте (1590), который вместе с отрядом испанских завоевателей поднялся в Перуанских Андах на высоту 4500 м. Оп первым описал симптомы высотной, или горной, болезни: появление головокружения, тошноты, рвоты, носовых кровотечений. Особое удивление вызывала внезапная потеря сознания. Эти болезненные явления Акоста назвал горной болезнью. Швейцарский ученый Г. де Соссюр после восхождения на Монблан в 1788 г. впервые высказал мысль, что эта болезнь вызывается пониженным содержанием кислорода в воздухе. Симптомы горной болезни описывали также Д. Журдане (1863), А. Моссо (1895), Д. Баркрофт (1923). Однако объяснил возникновение горной болезни развитием кислородного голодания и доказал это экспериментально французский ученый Поль Бэр (1878). В изучение горной болезни и механизмов ее развития большой вклад внесли русские ученые — основоположник отечественной физиологии И. М. Сеченов, В. М. Пашутин и др. Мощным толчком к дальнейшему научному исследованию в области высотной физиологии явился полет трех французских ученых — Сивеля, Кроче-Спинелли и Тиссандье — на воздушном шаре “Зенит” 15 апреля 1875 г. “Зенит” достиг высоты 8595 м. Когда полет закончился, в живых остался один только Тиссандье. Такой трагический исход полета привлек внимание исследователей многих стран. Поль Бэр и И.М. Сеченов убедительно показали, что действительно причиной высотной (горной) болезни является недостаток кислорода, т. е. гипоксия, возникающая при снижении содержания р02 во вдыхаемом воздухе. Это явление наблюдается при авиационных полетах, горных восхождениях и т. д. В настоящее время эта теория (гипоксии) стала общепризнанной. В 1893 г. итальянский ученый А. Моссо предложил новую теорию возникновения горной болезни. Он установил, что вместе с гипоксией возникает гипервентиляция легких (дыхание становится более частым и глубоким), из организма вымывается углекислый газ и возникает гипокапния, т. е. снижение напряжения углекислого газа в крови. Хотя гипокапния является также одной из причин нарушения жизнедеятельности организма, все же ведущим действующим фактором в развитии горной болезни является гипоксия. В нашей стране знания о влиянии кислородной недостаточности на организм животных и человека, о причинах и механизме развития горной болезни значительно обогатились работами крупных советских ученых Н. Н. Сиротинина, В. В. Стрельцова, И. Р. Петрова, Н. П. Разенкова, В. А. Неговского и др.