1.4.2. Дихання в умовах зниженого атмосферного тиску

Людина стикається зі зниженим атмосферним тиском під час піднімання в гори, польотів у негерметичних кабінах літаків, у барокамерах. Найчастіше вона зазнає впливу розрідженого повітря під час перебування або постійного проживання в горах. Гори — це ділянки суші, розташовані на висоті більш як 500 м над рівнем моря, а це майже половина поверхні суші. На висотах до 1400 м, які вважають низькогір'ям, ніяких відхилень в організмі ні в спокої, ні під час фізичного навантаження не відбувається. В умовах середньогір'я (1400-2500 м) більшість людей також не відчувають відхилень у самопочутті навіть під час помірного навантаження. І лише на висоті понад 2000 м (високогір'я) у людей, що прибули сюди з рівний, спостерігаються ознаки гострої гіпоксії, які зникають лише через кілька тижнів чи місяців адаптації [19].

У міру підйому вгору атмосферний тиск, а разом з ним і напруга кисню в крові знижуються. Hа висоті 2000 м над рівнем моря вже починаються зміни у складі альвеолярного газу і зменшується насичення артеріальної крові киснем, а на висоті 6000 м атмосферний тиск і рО₂ повітря знижуються більш ніж удвічі, напруга О₂ в альвеолярному газі і насичення артеріальної крові O₂ стають такими, як і у венозній крові (відповідно 40 мм рт. ст. і 63 %). Це означає, що неадаптована людина довго в таких умовах перебувати не може — розвивається гостра гіпоксія з порушенням функції центральної нервової, дихальної, серцево-судинної та інших систем організму.

Вплив нестачі кисню (гіпоксії) на організм людини і тварин звичайно вивчають у спеціальних барокамерах, в яких відкачуванням повітря імітують умови високогір'я, або вміщують організм у середовище з нормальним атмосферним тиском, але зі зниженим вмістом кисню. Зниження тиску в барокамері до рівня висоти понад 2000-3000 м чи підйом у гори па таку висоту супроводжується збільшенням вентиляції легень, зростанням артеріального тиску, частоти скорочень серця [18, 19].

Основною причиною цих змін є зниження парціального тиску О₂ в альвеолярному газі й напруги його в артеріальній крові. Гіпоксія через хеморецептори сонних та аортальних тілець стимулює дихальний і серцево-судинний центри довгастого мозку. Реакції, що при цьому розвиваються, спрямовані па краще забезпечення тканин організму киснем.

Висотна хвороба. При підйомі на висоту понад 4000-5000 м у неадаптованих людей розвивається висотна, або гірська, хвороба, яка виявляється спочатку підвищеною збудливістю, ейфорією, що швидко змінюється погіршенням самопочуття, головним болем, втратою здатності відчувати небезпеку, стомленням і зниженням розумової та фізичної працездатності, сонливістю, задишкою, підвищенням пульсу та артеріального тиску. Причина цих змін — гостра гіпоксія. У випадках виразних симптомів хворого необхідно відразу спустити донизу або дати дихати сумішшю з нормальним вмістом кисню.

Адаптація до умов високогір'я. Люди, що піднімаються з рівнини в гори, повинні пройти ступеневу адаптацію: починаючи з висоти 2000 м, через кожні 500-1000 м робити зупинку на 3-5 днів. Цього достатньо, щоб організм поступово пристосувався до умов постійної гіпоксії і виробив захисні механізми, спрямовані на забезпечення органів і тканин киснем. У людей, добре адаптованих до умов високогір'я, а ще більшою мірою у постійних мешканців гір відбуваються такі зміни в організмі: збільшується легенева вентиляція, кількість еритроцитів і гемоглобіну, підвищується тиск у легеневій артерії, але дещо знижуються системний артеріальний тиск і частота пульсу, а також споживання кисню та основний обмін. Останнє свідчить про те, що хронічна гіпоксія як постійно діючий чинник стимулює перехід метаболізму в організмі на економніший режим функціонування [28].

Слід зазначити, що в умовах високогір'я лімітуючим чинником у регуляції дихання стає нестача кисню, гіпоксія, а не гіперкапнія, як це має місце на рівнині. Гіпоксична стимуляція дихання зумовлює зменшення рСО₂ в альвеолярному газі і вимивання СО₂ з крові. За цих умов до гіпоксії приєднується гіпокапнія, яка не стимулює дихання, а, навпаки, пригальмовує його.

Гіпоксія — це основний, але не єдиний діючий чинник високогір'я. Тут поєднуються низький атмосферний тиск і температура повітря, високий рівень ультрафіолетового випромінювання і чистота повітря, низька мінералізація води тощо. їх сукупність чинить на організм не тільки негативний, а й стимулювальний вплив. Як було встановлено українським ученим М. М. Сиротиніним, під час адаптації до середньогір'я у людей поліпшується самопочуття, підвищується загальний тонус, активізується імунна система, зростає опірність до інфекційних, серцево-судинних та легеневих захворювань, виліковуються хворі па анемію, бронхіт, бронхіальну астму, алергію, деякі психічні захворювання.

До умов високогір'я пристосувалось небагато видів тварин. Серед них можна назвати групу копитних (барани, кози, лами) гризунів (бабаки, миші), досить рідко трапляються сніговий барс і гімалайський гриф гнізда якого знайдено на висоті 5000 м, ще полюють на цих тварин. У всіх високогірних ссавців, як правило, значно збільшена кількість еритроцитів і концентрація гемоглобіну в крові. Серед безхребетних де рівня снігів і навіть вище піднімаються деякі види комах, слимаки тощо. А загалом живі істоти, за винятком людини (з кисневим балоном), на висоту понад 6000 n не піднімаються [18].