Пониженное атмосферное давление
Летчики, альпинисты, рабочие, добывающие полезные ископаемые в горах на большой высоте, прокладывающие высокогорные дороги, постоянные жители гор находятся в условиях пониженного атмосферного давления.
Сам по себе фактор пониженного атмосферного давления может иметь некоторое значение только в том случае, если давление снижается очень быстро; основную же роль играет понижение парциального давления кислорода по мере снижения атмосферного давления (табл. 26).
С понижением парциального давления кислорода снижается его напряжение в альвеолярном воздухе. Так, например, если при нормальном атмосферном давлении альвеолярное давление кислорода равно 100 мм рт. ст., то при атмосферном давлении 600 мм оно будет равно 60 мм, а при давлении 350 мм (высота 6000 м) — около 30 мм рт. ст. (рис. 30). В связи с этим снижается, конечно, насыщение крови кислородом, т. е. наступает аноксемия — основная причина горной болезни, или, правильнее, болезни высоты.
Рис. 30. Давление газов в альвеолярном воздухе при пониженном барометрическом давлении. 1 — альвеолярное давление CO2; 2 — альвеолярное давление O2.
Состояние аноксемии при болезни высоты прежде всего вызывает патологические явления со стороны высшей нервной деятельности в виде головокружения, сонливости, снижения внимания и памяти, нарушения координации движений, а также тошноту, рвоту, учащение дыхания, пульса, кровотечение из носа, кишечника и др.
Высота над уровнем моря, м | Барометрическое давление, мм рт. ст. | Парциальное давление кислорода, мм рт. ст. |
0 | 760 | 159 |
1000 | 734 | 142 |
2000 | 569 | 125 |
3000 | 525 | 110 |
4000 | 462 | 98 |
5000 | 405 | 85 |
6000 | 354 | 74 |
7000 | 308 | 65 |
8000 | 277 | 56 |
9000 | 230 | 48 |
10000 | 196 | 41 |
11000 | 169 | 36 |
12000 | 145 | 30 |
13000 | 123 | 26 |
14000 | 105 | 22 |
15000 | 90 | 18 |
Обычно при подъеме на высоту 4000—4500 м никаких неприятных ощущений у большинства людей не возникает, особенно при медленном подъеме. Опасным, вплоть до смертельного исхода вследствие асфиксии, считается подъем на высоту 8000—8500 м.
В настоящее время проблема высотных полетов решена путем применения для дыхания кислорода. В частности, используя специальные кислородные аппараты, летчики достигли высоты 17 500 м.
В гражданской авиации сейчас созданы не только безопасные, но и абсолютно комфортабельные условия как для летного состава, так и для пассажиров за счет герметизации самолетов. Барометрическое давление, физические свойства и химический состав воздуха в самолетах на высоте 8000—11000 м точно такие, как и на уровне моря.
На высоте 4000—5000 м и даже больше, как показано многочисленными исследованиями, возможна полная акклиматизация, позволяющая не только длительно пребывать в этих условиях, но и заниматься физическим трудом.
Акклиматизация выражается рядом физиологических процессов. Увеличивается количество гемоглобина и соответственно эритроцитов. Количество эритроцитов увеличивается за счет усиления кроветворения, о чем свидетельствует большой процент ретикулоцитов в крови. Первоначальный газовый алкалоз в связи с гипервентиляцией и наступающей вследствие этого гипокапнией благодаря акклиматизации сменяется состоянием кислотно-щелочного равновесия или смещением реакции в кислую сторону. Объем вдыхаемого воздуха при акклиматизации увеличен.
Кривая диссоциации оксигемоглобина у акклиматизированных людей не отличается от нормальной кривой, т. е. на уровне моря. В крови увеличивается содержание глютатиона, который, как известно, несет такую же функцию, как и гемоглобин. Все указанные выше процессы нормализуют деятельность сердечно-сосудистой системы.
Акклиматизацию можно ускорить различными способами. Прежде всего можно искусственно ускорить увеличение количества эритроцитов путем введения в организм сыворотки животных, находящихся в разреженном пространстве, или малых доз мышьяка и железа. Предупреждения болезни высоты и ускорения акклиматизации можно достигнуть также путем введения в организм кислых продуктов, например фосфорнокислого аммония, лимонной кислоты в сахарном сиропе.
Таким образом, приспособительные механизмы организма позволяют адаптироваться к пребыванию и работе в высокогорных условиях на сравнительно больших высотах над уровнем моря.