Дыхание в условиях высокогорья и повышенного барометрического давления

дыхание физиологический метаболизм давление Экологической особенностью высокогорного климата является прогрессирующее снижение содержания кислорода в атмосферном воздухе с увеличением высоты над уровнем моря. При переезде с равнинной местности в горы развивается горная болезнь, связанная недостаточным снабжением тканей кислородом вследствие его дефицита во вдыхаемом воздухе. Коренные горцы адаптированы к недостатку кислорода, у них наблюдается повышенное содержание эритроцитов в кровяном русле и увеличение размеров правой системной половины сердца.

У пришлого населения на начальных этапах адаптации обнаруживается гиперфункция респираторного аппарата. Затем наступает гипертрофия нейронов дыхательного центра, дыхательной мускулатуры и легких, активация правой половины сердца; эти явления сопровождаются восстановлением работоспособности. Другие особенности горного климата, такие, как: обилие света и повышенная ультрафиолетовая радиация, резкие смены дневных и ночных температур воздуха, также откладывают свой отпечаток на физиологию и патологию человека. Однако, несмотря на наличие здесь ряда лимитирующих факторов, горный климат обладает лечебными свойствами при бронхиальной астме и анемии.

С увеличением высоты над уровнем моря падает барометрическое давление и парциальное давление О2, однако насыщение альвеолярного воздуха водяными парами при температуре тела не изменяется. На высоте 20 000 м содержание О2 во вдыхаемом воздухе падает до нуля. Если жители равнин поднимаются в горы, гипоксия увеличивает у них вентиляцию легких, стимулируя артериальные хеморецепторы. Изменения дыхания при высотной гипоксии у разных людей различны. Возникающие во всех случаях реакции внешнего дыхания определяются рядом факторов: 1) скорость, с которой развивается гипоксия; 2) степень потребления О2 (покой или физическая нагрузка); 3) продолжительность гипоксического воздействия.

Первоначальная гипоксическая стимуляция дыхания, возникающая при подъеме на высоту, приводит к вымыванию из крови СО2 и развитию дыхательного алкалоза. Это в свою очередь вызывает увеличение рН внеклеточной жидкости мозга. Центральные хеморецепторы реагируют на подобный сдвиг рН в цереброспинальной жидкости мозга резким снижением своей активности, что затормаживает нейроны дыхательного центра настолько, что он становится нечувствительным к стимулам, исходящим от периферических хеморецепторов. Довольно быстро гиперпноэ сменяется непроизвольной гиповентиляцией, несмотря на сохраняющуюся гипоксемию. Подобное снижение функции дыхательного центра увеличивает степень гипоксического состояния организма, что чрезвычайно опасно, прежде всего для нейронов коры большого мозга.

При акклиматизации к условиям высокогорья наступает адаптация физиологических механизмов к гипоксии. К основным факторам долговременной адаптации относятся: повышение содержания СО2 и понижение содержания О2 в крови на фоне снижения чувствительности периферических хеморецепторов к гипоксии, а также рост концентрации гемоглобина.