Как продлить быстротечную жизнь - [31]

На уровне моря атмосферное давление равно 760 мм рт. ст., а парциальное давление кислорода – 160 мм рт. ст., на высоте 2000 м атмосферное давление снижается до 600 мм рт. ст., а парциальное давление кислорода до 125, а на высоте 4000 м – соответственно до 463 и 97.

Уже по величине парциального давления кислорода на разных высотах можно оценить, как снизится поступление кислорода в кровь и как организм начнет испытывать кислородное голодание на соответствующих высотах. Процентное же содержание кислорода в атмосфере Земли на всех высотах (до 60 км) будет неизменным.

Первое научное объяснение отрицательного действия факторов, связанных с высотой, принадлежит французскому физиологу П. Беру (1878) и русскому ученому И. М. Сеченову (1879). Ими было показано, что отрицательное влияние высоты на организм в основном обусловлено недостатком кислорода во вдыхаемом воздухе, парциальное давление которого по мере подъема на высоту уменьшается пропорционально снижению общего барометрического давления. Недостаток кислорода во вдыхаемом воздухе приводит к уменьшению оксигенации (соединение кислорода с гемоглобином крови в легких) и, следовательно, приводит к ухудшению снабжения кислородом органов и тканей организма. Многим известна горная болезнь, которая развивается через несколько часов (а иногда и через несколько суток) после подъема в горы. Заболевшие этой болезнью жалуются на головную боль, головокружение, тошноту, они испытывают одышку и общую слабость. Все это признаки резкого сдвига реакции крови в щелочную сторону и связанной с этим явлением гипоксии. А происходит такое ощелачивание крови в результате интенсивной вентиляции легких, которая, в свою очередь, вызвана недостаточным поступлением кислорода в легкие.

Несколько слов о наших легких. У млекопитающих животных и человека газообмен происходит в альвеолах легких. Альвеолы – это пузырьковидные образования, расположенные на стенках дыхательных бронхиол. Они очень маленькие, у человека их около 700 миллионов. Альвеолы оплетены сетью капилляров, в которых циркулирует кровь. Через стенки альвеол происходит газообмен. Площадь контакта капилляров с альвеолами около 90 кв. м. Проницаемость кислорода через стенки альвеол зависит от величины парциального давления кислорода. Чем выше парциальное давление кислорода в альвеолах, тем больше его поступает в кровь. А парциальное давление кислорода в альвеолах прямо пропорционально общему барометрическому давлению.

Так как же чувствуют себя в горах постоянные жители этих мест? И как вообще происходит адаптация к высокогорным условиям?

Так вот, в горах людям живется значительно хуже, чем на уровне моря. От недостатка кислорода замедляется рост детей, а у взрослых увеличивается грудная клетка, чтобы интенсифицировать вентиляцию легких.

Не акклиматизированные к горным условиям люди при подъеме до высоты 3000 м начинают испытывать физическую слабость, у них пропадает желание двигаться и работать, появляется головная боль, тошнота, а также ухудшается умственная деятельность. А на высоте 6000 м большинство людей едва может выжить. И все это происходит от недостатка кислорода в крови, что является следствием низкого парциального давления кислорода на этой высоте – атмосферное давление равно 380 мм рт. ст., а парциальное давление кислорода только 80.

Человеку, попавшему в условия высокогорья, требуется длительный период для акклиматизации. Но что мы понимаем под этим термином?

Очевидно, что в организме должны произойти какие-то физиологические изменения, направленные прежде всего на увеличение фиксации кислорода из атмосферы. И такие изменения происходят. Концентрация эритроцитов в крови увеличивается до 8 млн/мм³ (при норме 4,5–5,0), что увеличивает общее количество гемоглобина в крови, а следовательно, увеличивается и общее количество связываемого и транспортируемого в крови кислорода при относительно низком его давлении в альвеолярном воздухе (большинство рекордсменов-марафонцев являются и уроженцами, и жителями горных местностей, а следовательно, они могут забирать из атмосферы больше кислорода, чем спортсмены равнинных мест). И такая акклиматизация дорого дается человеку. Известны многочисленные случаи, когда люди только дважды в жизни могли перенести такую акклиматизацию, а в дальнейшем не в состоянии были приспособиться к условиям высокогорья. Например, столица Перу город Лима находится на уровне моря, а индейцы племени морокоча, у многих из которых есть родственники в Лиме, живут на высоте 4540 метров над уровнем моря. Зловещей тайной долго оставалась смерть от усиливающихся приступов удушья многих из тех горцев, которые на несколько месяцев спускались к своим родственникам в Лиму, а затем снова поднимались в горы в свой поселок. Все это теперь объясняется очень просто. Акклиматизируясь каждый раз заново к высотной гипоксии, организм индейцев ценой большого напряжения генетического аппарата производил перестройки в одних и тех же клетках органов наибольшего реагирования, а возможности как организма в целом, так и отдельных его клеток не безграничны. В результате у индейцев истощались восстановительные способности клеток, ответственных за акклиматизацию к высоте, у них не вырабатывалось достаточного количества эритроцитов, и поэтому они задыхались в атмосфере с пониженным парциальным давлением кислорода.