Ю.П. СУПРУНЕНКО

Горы и люди

Горы одаривают человека здоровьем, бодростью и незабываемыми впечатлениями. Целебность горного воздуха общеизвестна: в холодном воздухе меньше болезнетворных микробов, на 10–15% больше кислорода. Высокая ионизация, характерная для горного воздуха, стимулирует окислительно-восстановительные реакции в организме, благотворно воздействует на состояние нервной и эндокринной систем. Кратковременное охлаждение способствует усиленной выработке гормонов, повышает иммунитет и снижает аллергические реакции организма.

Специфические черты горного климата проявляются уже на высоте 500 м над у.м., а нарушения физиологических функций у человека наблюдаются, начиная с высот 1,6–2,5 км над у.м. Высота более 2,5 км рассматривается медиками уже как экстремальная зона. Разреженный воздух, низкие температуры, сильный ветер, сухость и усиленная солнечная радиация изменяют многие функции организма, вызывают стресс.

Здоровый организм достаточно быстро адаптируется к изменениям условий среды (если они не чрезмерны). Из всех высокоорганизованных существ у человека диапазон выживания в различных условиях наибольший. Изучением резервных возможностей человека в условиях максимальных нагрузок занимается новое научное направление медицины – антропомаксимология.

Холод

Скорость охлаждения в горах определяется, в основном, температурой воздуха и скоростью ветра. При урагане на подветренных склонах происходит дополнительное разрежение атмосферы и падение температуры. Разреженный воздух способствует обморожениям, что, видимо, связано с пререраспределением обедененной кислородом крови между различными органами. Кислородом в первую очередь снабжаются важнейшие органы, например мозг, и отток крови от конечностей приводит к их переохлаждению.

Горные животные имеют бульшие размеры по сравнению с равнинными собратьями (например, лесная мышь и пищуха в Швейцарских Альпах, дрозд в Гималаях). В этом проявляется правило Бергмана: большее по размерам тело при схожих формах имеет меньшую поверхность на единицу массы, поэтому чем больше организм, тем меньше он теряет тепла.

У человека есть своеобразная воздушная «шуба» – тонкий слой малоподвижного воздуха толщиной 0,1 мм, покрывающий все тело. На высоте 5 км количество молекул воздуха в этом слое уменьшается вдвое, и сам он становится тоньше. В результате воздушная «шуба» теряет теплоизоляционные свойства.

Воздействие холода на организм человека приводит к обморожениям, отморожениям и общей гипотермии. При обморожении возникают болезненные ощущения, изменение цвета кожи, волдыри. Отморожение возникает при охлаждении ткани ниже температуры замерзания. При этом ткани погибают, могут возникать нарушения функций органов. При охлаждении чувствительность, например конечностей теряется постепенно, обморожение наступает незаметно.

Мышечная дрожь – один из самых мощных механизмов терморегуляции, вернее, теплообразования в организме. Она может быть такой сильной, что приводит к повреждению мышц. Дрожь возникает при ощущении холода. Чувствительность к теплу и холоду связана с активностью терморецепторов кожи (в нашей коже около 250 тыс. рецепторов холода). Однако ощущение холодового дискомфорта обусловлено общим состоянием системы терморегуляции, в которую входят не только терморецепторы кожи, но и внутренних органов, включая гипоталамус.

Говорят, человек может привыкнуть ко всему, но только не к холоду. Еще Гиппократ подметил, что люди поразному переносят стужу. Механизмы противодействия холоду вырабатываются поколениями.

Г.Спенсер, один из первых иностранцев, побывавших в Якутии, писал: «Якуты, прозванные ради их способности к переносимости холода «железными людьми», иной раз спят в своей суровой стране прямо под открытым небом, едва покрытые кое-какой одежонкой, под толстым слоем инея, осевшего на поверхности их тела».

Жители гор также хорошо переносят холод. У коренного населения гор по сравнению с приезжающими снижен порог чувствительности и более редки случаи обморожения. Их адаптированность к низким температурам связана с изменениями метаболизма, терморегуляции и газообмена.

Такая нечувствительность объясняется привыканием к холоду с младенчества. Якуты растирают новорожденных снегом или обмывают холодной водой несколько раз в день. У горцев Памира и ТяньШаня принято ходить босиком по холодным камням и снегу. В саклях у кабардинцев зимой температура нередко доходит до минус 15 °С, и люди переносят это без особых осложнений. У детей племени кечуа, живущего в Андах, температура на поверхности пальцев нередко падает до нуля. Как считают специалисты, обморожений у них не случается из-за усиленного притока крови к конечностям. А у шерпов, живущих в Гималаях, как и у эскимосов на севере Канады, при охлаждении, наоборот, скорость кровотока снижается.

При температуре внутренних органов тела человека около 34 °С регуляция метаболизма становится неустойчивой и при дальнейшем охлаждении нарушается. При снижении температуры тела человека до 32,2 °С прекращается мышечная дрожь. Это состояние считается уже серьезным переохлаждением, требующим неотложной медицинской помощи. Сердечная недостаточность, кома и смерть могут наступить при температуре 31 °С, считающейся смертельной. Однако есть сообщения о выживании людей и после охлаждения до более низких температур.

Искусственное охлаждение тела до 25 °С используют при некоторых операциях. Снижение температуры используют для замедления процессов метаболизма при лечении некоторых видов рака, а также при хранении органов, предназначенных для трансплантации.

Область биологии, изучающая влияние холода на живые организмы, называется криобиологией. Существует закономерность: чем проще живой организм, тем выше его холодоустойчивость. Некоторые микроорганизмы, например холерные вибрионы, выдерживают замораживание до –192 °С. Значительное охлаждение выдерживают черви, улитки, лягушки, змеи.

Гипоксия

Сильные ветры, повышенные радиация и ионизация воздуха, пониженная температура и ее резкие суточные перепады приводят к стрессу, и у человека, попавшего в горы с равнинной местности, может развиться горная (высотная) болезнь.

При подъеме на высоту более 4 км над у.м. работоспособность снижается на 20%, а на высоте 5,5 км – почти наполовину. Из 21% кислорода, содержащегося в воздухе, организм усваивает лишь 4%. С высотой давление воздуха снижается, и для поддержания нормального газообмена частота и глубина дыхания должны увеличиваться. Но существует предел частоты дыхания и, кроме того, значительно возрастают затраты энергии на изменение объема легких при дыхании.

Основной причиной горной болезни считается гипоксия – недостаток кислорода. «Кислородный потолок» для каждого индивидуален, но на высотах 5,8–6 км над у.м. признаки горной болезни появляются у всех.

Давление воздуха с высотой падает везде приблизительно одинаково, а горная болезнь, между тем, в разных местностях начинается на разных уровнях. По-видимому, это обусловлено особенностями местных условий, такими, например, как резкие перепады между дневной и ночной температурами или повышенная влажность воздуха.

Животные различаются по устойчивости к гипоксии. Из млекопитающих легче всего гипоксию переносят яки. В Гималаях они не спускаются ниже 2 км над у.м. и свободно поднимаются до 6,5 км. А вот верблюды и лошади такой высоты не выдерживают. Весьма стойки к гипоксии и тибетские мулы, правда им для облегчения дыхания рассекают ноздри.

Немалую роль в развитии горной болезни играет холод. Морозный воздух приходится вдыхать маленькими порциями, и чем сильнее мороз, тем меньше кислорода поступает в легкие. На высоте 6 км дефицит кислорода становится опасным и бывает, что человек теряет сознание.

Условия, схожие с горными, создаются в барокамерах, используемых в исследованиях по высокогорной физиологии. Они имитируют подъем на высоту. В барокамере люди, как правило, выдерживают условия, эквивалентные высоте около 8 км. У некоторых «высотный» потолок поднимается до 9300 м, а при использовании биостимуляторов – до 9750 м.

Тренированный организм лучше переносит экстремальные условия: высоту, низкие температуры, гипоксию и т.д. Для выработки приспособительных механизмов к таким условиям необходима акклиматизация. При длительной акклиматизации приспособление происходит комплексно: изменяется метаболизм, повышается активность окислительно-восстановительных ферментов, на молекулярном уровне изменяется структура тканей.

Как же адаптируется организм к обедненному кислородом горному воздуху? Прежде всего, происходят изменения в дыхательной и сердечно-сосудистой системах. Дыхание учащается, улучшается легочная вентиляция, увеличивается объем легких. В крови увеличивается содержание эритроцитов, кровообращение ускоряется, сосуды расширяются, увеличивается проницаемость капилляров, активнее происходит тканевое дыхание.

Наиболее эффективна ступенчатая акклиматизация – поочередные подъемы и спуски, но каждый раз с достижением все большей высоты. Выделяют кратковременную (от нескольких дней до нескольких недель и даже месяца) и длительную акклиматизацию (от 2–3 до 6 лет). Последняя, однако, может привести к сильному истощению организма.

Консультируют медики

Впервые острая реакция организма на условия высокогорья была идентифицирована как высотная болезнь в 1937 г. На сегодняшний день симптомокомплекс горной болезни определен. Теперь медики могут точно указать продолжительность акклиматизации здорового человека для каждого уровня гипоксии с учетом конкретных условий местности и особенностей организма.

Лучше всего акклиматизируются на высоте молодые тренированные люди. К старости «высотный потолок» снижается. Наименее чувствительны к недостатку кислорода новорожденные.

Сегодня техника облегчила проникновение человека в горы. Люди с разных концов света быстро преодолевают большие расстояния, чтобы совершить восхождения на горные пики в Гималаях, на Тибете, в Скалистых горах. Увеличилась и скорость продвижения в горы, следовательно, уменьшился срок акклиматизации и возросла опасность появления патологических состояний организма.

Сложные походы и путешествия среди снегов и льдов высокогорья требуют опыта и тренировки. От мастерства и опыта альпинистов зависит, насколько они смогут уменьшить опасность восхождения. Страх – это механизм регулирования взаимоотношений организма со средой, это область физиологическая (в отличие от трусости – понятия нравственного). Привлекая всю волю, знания, опыт, можно превозмочь страх перед стихией, обрести свободу мысли и передвижений.