Как влияет высота на уровень давления. Лечение отека легких. О горном воздухе и акклиматизации

Воздушная оболочка Земли, являющаяся смесью различных газов, оказывает давление на земную поверхность и все находящиеся на ней предметы. На уровне моря каждый 1 см 2 любой поверхности испытывает давление вертикального столба атмосферы, равное 1,033 кг. Нормальным считается давление, равное 760 мм рт. ст. на уровне моря при 0°. Величина атмосферного давления определяется и в барах. Одна нормальная атмосфера равна 1,01325 бара. Один миллибар равен 0,7501 мм рт. ст. На поверхность человеческого тела давит вес, равный примерно 15-18 т, однако человек его не ощущает, так как давление внутри организма уравновешивается атмосферным. Обычные суточные и годовые колебания давления воздуха, равные 20-30 мм рт. ст., не оказывают заметного влияния на самочувствие здоровых людей.

Однако у лиц пожилого возраста, а также у больных ревматизмом, невралгиями, гипертонией перед резким ухудшением погоды часто наблюдается плохое самочувствие, общее недомогание, обострение хронических болезней. Эти болезненные явления наступают, по-видимому, вследствие сопровождающих плохую погоду понижений атмосферного давления и других изменений метеорологических факторов.

По мере подъема в высоту атмосферное давление снижается; уменьшается и парциальное давление кислорода в воздухе, содержащемся в альвеолах (т. е. той части общего давления воздуха в альвеолах, которая обусловлена кислородом). Эти данные иллюстрирует таблица 6.

Из таблицы 6 видно, что по мере уменьшения атмосферного давления с высотой снижается и величина парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе, которая при высоте около 15 км практически равна нулю. Но уже на высоте 3000-4000 м над уровнем моря снижение парциального давления кислорода приводит к недостаточному обеспечению организма кислородом (острая гипоксия) и возникновению ряда функциональных расстройств. Появляются головные боли, одышка, сонливость, шум в ушах, ощущение пульсации сосудов височной области, нарушения координации движений, бледность кожи и слизистых оболочек и др. Расстройства со стороны центральной нервной системы выражаются в значительном преобладании процессов возбуждения над процессами торможения; имеет место ухудшение обоняния, понижение слуховой и тактильной чувствительности, понижение зрительных функций. Весь этот симптомо-комплекс принято называть высотной болезнью, а в случае возникновения при подъеме в горы - горной болезнью (таблица 6).

Различают пять зон переносимости высоты:
1) безопасную, или индифферентную (до высоты 1,5- 2 км);
2) зону полной компенсации (от 2 до 4 км), где некоторые функциональные сдвиги в организме быстро устраняются -благодаря мобилизации резервных сил организма;
3) зону неполной компенсации (4-5 км);
4) критическую зону (от 6 до 8 км), где вышеуказанные нарушения усиливаются, а у наименее тренированных людей может наступить смерть;
5) смертельную зону (выше 8 км), где человек может существовать не более 3 минут.

Если изменение давления совершается быстро, то возникают функциональные нарушения в ушных полостях (боли, покалывания и др.), которые могут закончиться разрывом барабанной перепонки. Для устранения кислородной? голодания используют специальную аппаратуру, которая обеспечивает добавление кислорода к вдыхаемому воздуху и предохраняет организм от возможных расстройств, вызываемых гипоксией. На высотах более 12 км достаточное парциальное давление кислорода может обеспечить только герметическая кабина или специальный скафандр.

Известно, однако, что у лиц, проживающих в горных селениях на большой высоте, у сотрудников высокогорных станций, а также у тренированных альпинистов, поднимающихся на высоту 7000 м над уровнем моря и больше, и у летчиков, прошедших специальную тренировку, наблюдается привыкание к окружающим атмосферным условиям; их воздействие уравновешивается компенсаторными функциональными изменениями реактивности организма, к которым относится прежде всего адаптация центральной нервной системы. Существенную роль играют также и явления со стороны кроветворной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем (увеличение количества эритроцитов и гемоглобина, являющихся переносчиками кислорода, повышение частоты и глубины дыханий, скорости кровотока).

Повышенное давление в обычных условиях не встречается, оно наблюдается преимущественно при выполнений производственных процессов на большой глубине под водой (водолазные и так называемые кессонные работы). Погружение на каждые 10,3 м увеличивает давление на одну атмосферу. Во время работы при повышенном давлении наблюдаются уменьшение частоты пульса и легочной вентиляции, понижение слуха, бледность кожи, сухость слизистых оболочек полостей носа и рта, вдавливание живота и др.

Все эти явления значительно ослабляются и в конце концов совершенно исчезают при медленном переходе к нормальному атмосферному давлению. Однако если этот переход осуществляется быстро, то может возникнуть тяжелое патологическое состояние, получившее название кессонной болезни. Ее происхождение объясняется тем, что при пребывании в условиях высокого давления (начиная примерно с 90 м) в крови и других жидкостях организма скапливается большое количество растворенных газов (преимущественно азота), которые при быстром выходе из зоны высокого давления к нормальному выделяются в виде пузырьков и закупоривают просвет мелких кровеносных сосудов. В результате возникающей газовой эмболии наблюдается ряд нарушений в виде зуда кожи, поражений суставов, костей, мышц, изменений со стороны сердца, отека легких, различных типов параличей и др. В редких случаях наблюдается смертельный исход. Для профилактики кессонной болезни необходима в первую очередь такая организация работы кессонных рабочих и водолазов, чтобы выход на поверхность осуществлялся медленно и постепенно для удаления из крови избыточных газов без образования пузырьков. Кроме того, время пребывания водолазов и кессонных рабочих на грунте должно быть строго регламентировано.

Как только человек поднимается в горы и преодолевает определенный высотный барьер (обычно от 2500 м н. ур. м.), он сталкивается с пониженным атмосферным давлением и сниженным содержанием кислорода. Попав в такую враждебную среду, организм начинает адаптироваться к происходящему. Процесс сопровождается ухудшением самочувствия, болезненным состоянием. Это называют горной болезнью , а период, пока организм адаптируется к высокогорью — акклиматизацией.

По сути горная болезнь — это высотная гипоксия, которую усугубляет физическая нагрузка и жесткие условия внешней среды в горах: физическое напряжение, холод, ограниченное питание, высокая влажность.

С набором высоты каждый вдох содержит все меньше кислорода. С нарастающими физическими нагрузками в горах потребности организма в кислороде дополнительно возрастают. В процессе акклиматизации человеческий организм пытается приспособиться, и возникают:

• учащенное дыхание, повышающее газообмен в легких;
• растет количество эритроцитов и кровь переносит большее количество кислорода;
• учащается сердцебиение и повышается кровяное давление, приток артериальной крови к мозгу и мышцам.

Изменение процессов метаболизма и состава крови являются собственно акклиматизацией . Основная акклиматизация происходит в первые 2-3 дня в горах. После этого человек может обходиться меньшим количеством кислорода в воздухе и более эффективно расходовать энергию.

На возникновении горной болезни влияет не только высота, но и ряд других факторов окружающей среды:

Факторы внешней среды, провоцирующие горняшку

Холод и в лажность заставляют вдыхать часто и маленькими порциями, усиливая гипоксию. К тому же при гипотермии тоже возникает отек, как и при высотных отеках легких и мозга, что существенно снижает компенсаторные возможности тела.

Ветер ураганной силы серьезно затрудняет дыхание и усиливает гипотермию.

В холодном влажном климате симптомы высотной болезни будут проявляться на меньших высотах, чем в сухом и теплом. 💧 На Камчатке и в Патагонии горная болезнь проявляется уже на высоте 1000-1500м н. ур. м. В Альпах — от 2500 м, на Кавказе от 3000 м, в Андах от 4000 м. ☀ Для сравнения возьмем горы в сухом континентальном климате: н а Тянь-Шане «горняшка ловит» на 3500 м, на Памире от 4500 м, в Гималаях щадит и до 5000 м.

"Зона Смерти"

Если усреднить, то на высоте 3500 метров возникают неприятные симптомы. Выше 4500 метров в независимости от физической подготовки человека проявляются негативные последствия воздействия высоты. С превышением 6500 метров акклиматизация не происходит, такую высоту называют «зоной смерти».

Пока происходит перестройка организма, человек мучается от гипоксии. Клетки мозга особенно восприимчивы к недостатку кислорода. Именно по этой причине так часты головные боли у альпинистов.

Что влияет на проявление симптомов горной болезни

И ндивидуальные особенности организма . Люди, которые родились/жили в горах, намного лучше переносят высоту. Яркий пример тому — шерпы в Непале, которые без кислородных баллонов носят на Эверест и не только почти все вещи восходителей и экспедиций, а иногда и самых восходителей:).

Среди обитателей равнин (как мы с Вами) тоже есть более или менее устойчивые к высоте организмы. Но проверить эту устойчивость можно только в полевых условиях.

Возраст. Общеизвестно, что чем старше человек, тем легче он переносит «горняшку». Скорее всего, это связано с общим понижением потребности в кислороде.

Пол. Считается, что мужчинам сложнее приспособиться к условиям высокогорья, в то время как женщины вообще более стрессоустойчивы и легче «переключаются» на эффективное энергопотребление.

Общее состояние организма. Особенно усугубляют дело хронические или острые заболевания дыхательных путей, проблемы с печенью, селезенкой и почками, диабет.

« В ысотный» опыт облегчает симптомы, хотя не является определяющим фактором. Например, опытный альпинист с бронхитом перенесет высоту много хуже здорового новичка.

Психологическая устойчивость. Опытные альпинисты сравнивают горную болезнь с алкогольной интоксикацией, только очень сильной и продолжительной. Исходя из этого, многие могут представить, что ждет в Высоких Горах:). Только от этого нет спасения или лекарства. Придется терпеть, и позитивный настрой очень пригодится.

Внешние факторы

Быстрота набора высоты. Здесь понятно: чем быстрее поднимаемся, тем хуже будет. Нужно дать себе время перестроится и адаптироваться.

Физические усилия во время восхождения. Мышцам для работы нужен кислород, которого и без того недостаточно. Чем больше крови поступает в мышцы, тем меньше ее на все остальное. Из-за чрезмерной нагрузки легко могут развиться отеки легких или мозга (крайние формы горной болезни, о которых поговорим ниже).

Время, проведенное на высоте. Если адаптация проходит правильно, то через 2-4 дня Ваше самочувствие приблизится к нормальному. Однако осложнения горняшки сигнализируют о том, что организм не справляется с акклиматизацией и каждый час, проведенный на высоте, усугубляет ситуацию.

Это правило работает до так называемой «зоны смерти», или до ~ 6500м, выше которых адаптация невозможна. И тут уже важно именно побыстрее спуститься.

«Внутренние» факторы развития горной болезни

Есть ряд вещей, которые можно и нужно контролировать, чтобы облегчить симптомы:

Алкоголь и кофеин ОЧЕНЬ сильно снижают сопротивляемость, главным образом из-за нарушения обмена воды и солей. Настоятельно рекомендуем удержаться от потребления этих веществ на восхождении.

Нарушение водно-солевого режима все равно возникает на высокогорье, ведь организм увеличивает объем крови, а физические нагрузки и изменения в клеточной мембране смещают баланс Na, K и Ca . Усугублять э то не стоит — это ускоряет развитие отеков.

П ри проблемах с почками возрастает риск развития отека легких и мозга.

Плохое питание . Пищеварительная система одна из первых страдает от горняшки, понижается всасывание воды, белков, витаминов и особенно жиров. Для восходителя жизненно необходимо пополнять запасы жидкости, солей, витаминов, углеводов и белков. Поэтому рацион должен быть разнообразным, полезным и легким. Исключите сложные жиры — они все равно не усвоятся. Получайте энергию из простых и сложных углеводов, на 2-3 день обязательно вводите в рацион белки, чуть солите воду. Пейте витамины и БАДы с кальцием и калием.

>> Совершенно незаменим горячий сладкий час с лимоном . Витамин С повышает сопротивляемость организма высоте.

>> Подробнее о продуктовых раскладках и обмене веществ - читайте в статье: Питание в горах.

Ожирение часто сопровождается изменениями в метаболизме, проблемами с печенью и пр. Людям с избыточным весом сложнее бороться с действием высоты.

П роблемы с кровооб ращением . Даже незначительное кровотечение может пагубно сказаться на альпинисте, привести к гипотермии, гипоксии, отекам.

О тдельно отметит хронические проблемы с органами-депо крови: печенью и селезенкой. Именно отсюда в первый же день высотной гипоксии выбрасываются эритроциты, что обеспечивает «первый уровень» защиты и адаптации. Если есть проблемы с этими органами, надо дважды подумать перед восхождением.

Отек легких и мозга

По иронии, именно механизмы адаптации организма к высокогорью могут привести к серьезным проблемам со здоровьем. Повышение кровяного давления и общего объема крови длится не бесконечно — есть предел, который называют компенсаторным барьером . Пребывание на высоте после того, как предел достигнут, приводит к отекам тканей — в первую очередь мозга и легких. Когда достигается предел компенсации, повышается проницательность сосудов и клеточных мембран, а повышенное артериальное давление усиливает этот эффект: плазма крови попадает в ткани, кровь же сгущается. Это вызывает отеки. Самые опасные — отек мозга и отек легких.

Отек легких

или High altitude pulmonary edema (HAPE) - в несосудистая жидкость начинает накапливаться в альвеолах легких, снижается объем легких. Как следствие, нарастает гипоксия. Признаки:

• Приступы тяжёлого, мучительного удушья.
• Выраженная одышка даже без физической нагрузки.
• Резкое учащение дыхания (поверхностное, клокочущее, слышно на расстоянии).
• Учащенное сердцебиение, из-за нехватки кислорода.
• Сначала покашливание, а потом и кашель с выраженными хрипами и выделением пенистой мокроты, розового цвета; и т.д.

При отсутствии медицинской помощи может привести к летальному исходу.Смерть наступает вследствие асфиксии из-за обильного пенообразования.

Отек мозга

или High altitude cerebral edema (HACE ) . Возникает п о тем же причинам. Выделенная жидкость начинает давить на кору мозга изнутри, вдавливая ее в череп, что приводит к нарушению работы нервных центров и может привести к летальному исходу.

Смерть наступает вследствие вдавливания мозжечка в ствол спинного мозга или из-за сдавливания коры сводом черепа.

Дыхание на высоте

Также на больших высотах альпинисты по ночам просыпаются от того, что им нечем дышать.

Чтобы насытить организм кислородом, учащается дыхание, отчего уровень углекислого газа падает. Но CO 2 играет важную роль в регуляции дыхания - возбуждает дыхательный центр в мозгу. Пока альпинист бодрствует, вдох/выдох регулируется сознанием, а во время сна — только дыхательным центром. Поэтому ночью возникает явление, которое называется Дыхание Чейна-Стокса : дыхание прекращается на несколько секунд (реакция мозга на нехватку CO 2 ), а потом сменяется чредой быстрых глубоких вдохов и неглубоких выдохов (ответ на падение уровня O 2 ).

На деле альпинист регулярно просыпается от жесткого удушья, которое проходит через минуту-две после того, как сознание возвращает контроль над дыханием и человек успокаивается.

Проблемы с дыханием — нормальная реакция на недостаток кислорода.

Профилактика горной болезни

Как же поступить, чтобы в условиях высокогорья минимизировать симптомы горной болезни? Есть минимальный набор из трех правил:

1. Никогда не продолжать подъем в горы при симптомах горной болезни
2. Обязательно спускаться вниз, если признаки усиливаются
3. Если вы чувствуете недомогание без каких-либо причин - считайте, что это горная болезнь.

Правильная акклиматизация

Основное оружие против высокогорья — правильная акклиматизация . Нельзя форсировать события, организм должен успевать адаптироваться.

На высотах более 3500 м не стоит слишком быстро набирать высоту. Желательно подниматься примерно на 500 м в день, побольше отдыхать и давать организму время на перестройку. Каждые 2 дня после перехода лучше останавливаться на дневку. Насладитесь окружающими видами, отработайте альпподготовку.

Если вы отправились не в одиночный поход, то должны учитывать индивидуальные особенности других участников.

Желательно не перемещаться на большую высоту за короткое время (вертолет, самолет). Однако, такое не всегда возможно. Например, приходится сразу прилетать на высоту 3000 м при прохождения трекинга в Перу. Если вы таким образом попали на высоту, то следует провести на ней 1-2 дня, не поднимаясь выше.

Очень хорошо придерживаться правила альпинистов — «ходи высоко - спи низко» . За день желательно набрать некоторую высоту, провести там какое-то время, получая при этом физическую нагрузку. На ночлег спуститься чуть ниже (метров на 300). Получаем зубчатую схему передвижения в горах.

Лекарства при горной болезни

Фармакологические препараты для снятия/облегчения симптомов горной болезни:

1. Диакарб (ацетазоламид или диамокс) - мочегонный препарат, предотвращающий отеки. Имеет много побочных эффектов, нельзя использовать как профилактическое средство. Ацетазоламид может привести к судорогам, так как вымывает из организма калий. Следует принимать вместе с препаратами, содержащими калий и магний, например: панангин или аспаркам.
2. Дексаметазон - снимает признаки горной болезни, но никак не способствует акклиматизации. Имеет много побочных эффектов и рекомендуется для применения только тем, кто не переносит ацетазоламид. Принимать можно за несколько часов до восхождения.
3. Любой сосудорасширяющий препарат (для снижения давления) с наименьшими побочными эффектами (но не БАД).

Для профилактики часто используют экстракт гинкго билоба (сосудорасширяющее), антиоксиданты (токоферол, аскорбиновая и липоевая кислота), рибоксин для поддержки сердечной деятельности, листья коки (доступно в Андах) или препараты, содержащее экстракт.

Помните, что на высокогорье нужно всегда прислушиваться к себе и при сильном недомогании немедленно спускаться вниз.

Для начала, давайте вспомним курс физики средней школы, где объясняется, почему и как изменяется атмосферное давление в зависимости от высоты. Чем выше расположена местность над уровнем моря, тем ниже там давление. Объяснить это очень просто: атмосферное давление указывает на силу, с которой давит столб воздуха на все, что находится на поверхности Земли. Естественно, что чем выше ты поднимешься, тем меньше будет высота воздушного столба, его масса и оказываемое давление.

Кроме того, на высоте воздух разрежен, в нем содержится гораздо меньшее количество газовых молекул, что тоже моментально сказывается на массе. И не нужно забывать, что с увеличением высоты воздух очищается от токсичных примесей, выхлопных газов и прочих «прелестей», в результате чего его плотность уменьшается, а показатели атмосферного давления падают.

Исследования показали, что зависимость атмосферного давления от высоты отличается следующим: повышение на десять метров вызывает снижение параметра на одну единицу. До тех пор, пока высота местности не превышает пятисот метров над уровнем моря, изменения показателей давления воздушного столба практически не ощущаются, но если подняться на пять километров, значения будут вдвое меньше оптимальных. Сила оказываемого воздухом давления также зависит от температуры, которая очень понижается при подъеме на большую высоту.

Для уровня АД и общего состояния человеческого организма очень важна величина не только атмосферного, но и парциального давления, которое зависит от концентрации в воздухе кислорода. Пропорционально уменьшению значений давления воздуха понижается и парциальное давление кислорода, что приводит к недостаточному снабжению этим необходимым элементом клеток и тканей организма и развитию гипоксии. Это объясняется тем, что диффузия кислорода в кровь и последующая транспортировка его к внутренним органам происходит благодаря разнице значений парциального давления крови и легочных альвеол, а при подъеме на большую высоту разница этих показаний становится существенно меньше.

Как высота влияет на самочувствие человека

Основным негативным фактором, воздействующим на высоте на организм человека, является недостаток кислорода. Именно в результате гипоксии развиваются острые нарушения состояния сердца и кровеносных сосудов, повышение АД, пищеварительные расстройства и ряд других патологий.

Гипертоникам и людям, склонным к скачкам давления, не стоит подниматься высоко в горы и желательно не совершать многочасовые перелеты. О профессиональных занятиях альпинизмом и горном туризме им тоже придется позабыть.

Выраженность происходящих в организме изменений позволила выделить несколько зон высоты:

• До полутора – двух километров над уровнем моря - относительно безопасная зона, в которой не наблюдается особых изменений в работе организма и состоянии жизненно важных систем. Ухудшение самочувствия, понижение активности и выносливости наблюдается очень редко.
• От двух до четырех километров - организм пытается своими силами справиться с дефицитом кислорода, благодаря учащению дыхания и совершению глубоких вдохов. Тяжелую физическую работу, которая требует потребления большого объема кислорода, выполнять тяжело, но легкая нагрузка хорошо переносится в течение нескольких часов.
• От четырех до пяти с половиной километров - самочувствие заметно ухудшается, выполнение физической работы затруднено. Появляются психоэмоциональные расстройства в виде приподнятости настроения, эйфории, неадекватных поступков. При длительном нахождении на такой высоте возникают головные боли, ощущение тяжести в голове, проблемы с концентрацией внимания, вялость.
• От пяти с половиной до восьми километров - заниматься физической работой невозможно, состояние резко ухудшается, высок процент потери сознания.
• Выше восьми километров - на такой высоте человек способен сохранять сознание в течение максимум нескольких минут, после чего следует глубокий обморок и смерть.

Для протекания в организме обменных процессов необходим кислород, дефицит которого на высоте приводит к развитию горной болезни. Основными симптомами расстройства являются:

• Головная боль.
• Учащение дыхания, одышка, нехватка воздуха.
• Носовое кровотечение.
• Тошнота, приступы рвоты.
• Суставные и мышечные боли.
• Нарушения сна.
• Психоэмоциональные нарушения.

На большой высоте организм начинает испытывать недостаток кислорода, в результате чего нарушается работа сердца и сосудов, повышается артериальное и внутричерепное давление, выходят из строя жизненно важные внутренние органы. Чтобы успешно побороть гипоксию нужно включить в рацион питания орехи, бананы, шоколад, крупы, фруктовые соки.

Влияние высоты на уровень АД

При подъеме на большую высоту и разреженный воздух вызывают учащение частоты сердечных сокращений, повышение показателей кровяного давления. Однако при дальнейшем увеличении высоты уровень АД начинает снижаться. Уменьшение содержания в воздухе кислорода до критических значений вызывает угнетение сердечной деятельности, заметное понижение давления в артериях, тогда как в венозных сосудах показатели возрастают. Как следствие у человека возникают аритмия, цианоз.

Не так давно группа итальянских исследователей решила впервые подробно изучить, как влияет высота на уровень АД. Для проведения исследований была организована экспедиция на Эверест, в ходе которой каждые двадцать минут определялись показатели давления участников. Во время похода подтвердилось повышение АД при восхождении: результаты показали, что систолическое значение возросло на пятнадцать, а диастолическое на десять единиц. При этом было отмечено, что максимальные значения АД определялись в ночное время суток. Также изучалось действие гипотензивных препаратов на разной высоте. Выяснилось, что исследуемый препарат эффективно помогал на высоте до трех с половиной километров, а при подъеме выше пяти с половиной стал абсолютно бесполезен.