Высо́тная боле́знь (высотная гипоксия) — болезненное состояние, связанное с кислородным голоданием вследствие понижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе, которое возникает высоко в горах, а также при полетах на летательных аппаратах, не оснащённых герметичной кабиной (напр. парапланах, дельтапланах, воздушных шарах), начиная примерно с 2000 метров и выше. Разновидностью высотной болезни является го́рная боле́знь, в возникновении которой наряду с недостатком кислорода играют также роль такие добавочные факторы, как физическое утомление, охлаждение, обезвоживание организма, ультрафиолетовое излучение, тяжелые погодные условия (ураганные ветры и т.п.), резкие перепады температур в течение дня (от +30 днем до -20 ночью [1]) и т. д. Но основным патологическим фактором горной болезни является гипоксия.
Факторы, способствующие развитию горной болезни
Высота, на которой развивается горная болезнь, варьирует вследствие влияния многочисленных факторов, как индивидуальных, так и климатических.
На развитие горной болезни влияют следующие индивидуальные факторы[3]:
* индивидуальной устойчивости людей к недостатку кислорода (например, у жителей гор);
* пол (женщины лучше переносят гипоксию);
* возраст (молодые люди плохо переносят гипоксию);
* физическое, психическое и моральное состояние;
* уровень тренированности;
* быстрота набора высоты;
* степень и продолжительность кислородного голодания;
* интенсивность мышечных усилий;
* прошлый «высотный» опыт.
Следующие факторы провоцируют развитие горной болезни и снижают переносимость больших высот:
* наличие алкоголя или кофеина в крови;
* бессонница, переутомление;
* психоэмоциональное напряжение;
* переохлаждение;
* некачественное и нерациональное питание;
* нарушение водно-солевого режима, обезвоживание ;
* избыточная масса тела;
* респираторные и другие хронические заболевания (например ангина, бронхит, пневмония, хронические гнойные стоматологические заболевания);
* кровопотери.
Следующие климатические факторы способствуют развитию и более быстрому прогрессированию горной болезни
* Низкие температуры — с увеличением высоты среднегодовая температура воздуха постепенно снижается на 0,5 °C на каждые 100 м (зимой 0.4 °C, летом 0.6 °C). Зимой на равных высотах заболеваемость более частая, чем летом (причины см. патогенез). Резкий перепад температур тоже оказывает неблагоприятное влияние.
* Влажность — на больших высотах из за низких температур парциальное давление водяного пара низкое. На высоте 2000 м влажность воздуха в два раза меньше, чем на уровне моря, а на больших горных высотах воздух становится практически сухим. С одной стороны это приводит к усилению потери жидкости организмом через кожу и лёгкие и следовательно к обезвоживанию организма. С другой стороны более влажный воздух обладает более высокой теплопроводностью, следовательно, способствует вредному влиянию низких температур. Так, проявления горной болезни в горах влажного климата наступают на более низкой высоте (Альпы — 2500 м, Кавказ — 3000 м), чем в горах сухого климата (Тянь-Шань — 3500 м, Гималаи — 4500 м).[4]
* Ветер — высоко в горах ветер может достигать ураганной силы (свыше 200 км/ч), что переохлаждает организм, изматывает физически и морально, затрудняет дыхание.
Дефицит кислорода вызывает ряд приспособительных реакций, направленных, с одной стороны, на сохранение нормального кислородного снабжения органов и тканей, а с другой — на более экономное расходование энергии и жизнедеятельность в условиях кислородного голодания. К таким компенсаторным реакциям относятся:
* усиление лёгочной вентиляции;
* повышение кислородной ёмкости крови за счёт выброса эритроцитов из кровяных депо — селезёнки, печени. При длительном пребывании в условиях гипоксии наблюдается возрастание количества гемоглобина;
* увеличение минутного объёма циркулирующей крови, ускорением кровотока.
Происходят также реакции на тканевом уровне:
* возрастает капиллярность;
* увеличивается миоглобин;
* совершенствуются системы регуляции окислительно-восстановительных процессов и др.
При подъёме на высоты до 2000—4000 м кислородная недостаточность у здоровых людей компенсируется без каких либо видимых нарушений и патологий.
Периодическое дыхание
В результате гипервентиляции в крови снижается содержание углекислого газа, в результате чего развивается дыхательный алкалоз.
Вследствие «вымывания» CO2 нарушается регуляция дыхания, так как избыток углекислого газа, а не недостаток кислорода в крови возбуждает дыхательный центр. Пока человек бодрствует, его сознание подаёт сигналы на вдох. Во сне, когда контроль сознания ослабевает, возникает явление, называемое периодическим дыханием или дыханием Чейна-Стокса: На несколько секунд (до 10—15) дыхание останавливается, после чего возобновляется, вначале с удвоенной силой. Первое событие связано с реакцией мозга на недостаток СО2 второе — с реакцией на критически низкий уровень О2. Практически это выглядит так, что человек просыпается, потому что задыхается.
Однако, отдышавшись, человек приходит в себя и может дальше спокойно спать. Несмотря на "неприятные" ощущения - это нормальная реакция организма на высоту и этот симптом самостоятельно не является признаком горной болезни.
Механизмы возникновения отёка
При дальнейшем подъёме гипоксия нарастает, так как компенсаторные функции организма уже не обеспечивают достаточной компенсации. Недостаток кислорода в окружающем воздухе ведёт к уменьшению парциального давления кислорода в лёгких и к снижению насыщения артериальной крови кислородом, вследствие чего возникают отёк лёгких и головного мозга.
Существует точка зрения, что в основе основных клинических проявлений острой горной болезни лежит нарастающий отёк головного мозга.
У человека наиболее чувствительными и уязвимыми к гипоксии являются ткани головного мозга и ткань легочной альвеолы, так как последние получают кислород непосредственно из воздуха. Именно недостаточное снабжение этих тканей кислородом и является причиной развития в них отёчных процессов. Основные источники отёка лёгких и головного мозга это:
1. повышение давления в сосудах и капиллярах за счёт их спазма, задержки воды в организме и застаивания крови в венозной системе;
2. повышение проницаемости капиллярной стенки, что приводит к выходу жидких компонентов плазмы в межклеточное пространство;
3. повышение проницаемости клеточной мембраны — гипоксия нарушает избирательную проницаемость клеточных мембран, вследствие чего начинается выравнивание концентраций ионов вне и внутри клетки: то есть клетка теряет ионы К+ и перегружается ионами Na+, Ca2+;
4. снижение онкотического давления кровяной плазмы — выравнивание концентрации натрия (0,9
в организме приводит к обводнению клеток и сгущению крови.
К гипоксическому механизму присоединяются другие механизмы:
* Недостаток калия в миокарде ведёт к аритмии, к ослаблению насосной функции сердца, что проявляется в застаивании венозной крови в малом (при отёке лёгких) или в большом (при отёке мозга) круге кровообращения;
* Повышение температуры тела (лихорадка) — в ответ на переохлаждение, отёк, обострение хронических воспалительных процессов и др. температура тела повышается. Данный иммунный стереотип, «полезный» в нормальных условиях, в условиях недостатка кислорода ещё более усугубляет гипоксию, так как с повышением температуры тела повышается потребность в кислороде. Установлено, что при 38 °C потребность в кислороде удваивается, а при 39,5°C — вырастает в 4 раза.
* Вследствие повышения проницаемости стенок лёгочных капилляров и альвеол, в альвеолы лёгких проникают посторонние вещества (белковые массы, элементы крови и микроорганизмы);
* Действие холода — холодный воздух действует тремя механизмами:
1. на сильном морозе и ветре холодный воздух приходится вдыхать маленькими, обжигающими лёгкие и горло порциями, что усиливает гипоксию;
2. на морозе к гипоксическому отеку присоединяется также отёк от переохлаждения. В переохлаждённых тканях тоже нарушается проницаемость клеточных мембран (поэтому замёрзшие ткани отекают);
3. из за холода обостряются хронические воспалительные заболевания, которые ускоряют и отягощают отёк легких.
Поэтому при низких температурах отёк лёгких или головного мозга возникает более быстро — на больших высотах и при большом морозе этот период может составлять всего 8-12 часов вместо обычных 24 часов.
Отёк мозга — это избыточное накопление воды в тканях мозга, а источником воды является главным образом кровь, протекающая по микрососудам и мозговым капиллярам.
Отёка лёгких — это накопление светлой плазмы крови в тканях лёгких, а затем — и в просветах альвеол: при вдохе заполняющая просветы плазма вспенивается, резко снижая полезный объём легких.
Как правило отёк мозга и отёк лёгких развиваются ночью (пик кризиса чаще всего наступает в 4 часа утра), что обусловлено:
* усилением венозного возврата в верхнюю половину туловища при переходе из вертикального в горизонтальное положение;
* снижением активности ЦНС, что накладываясь на дыхательный ацидоз, приводит к ослаблению дыхательной функции (см. выше);
* повышение тонуса блуждающего нерва, обуславливающее бронхоспазм.
Из чего следует сделать вывод, что:
* горизонтальное положение заболевшего недопустимо в любое время суток;
* каждый час ночного времени должен использоваться не для сна (которого и так нет), а для спуска; состояние заболевшего к утру всегда заметно ухудшается.
Причина смерти при отёке мозга — сдавливание набухшей коры головного мозга сводом черепа, вклинивание мозжечка в ствол спинного мозга. Причина смерти при отёке лёгких — массивное пенообразование, вызывающее асфиксию дыхательных путей.
Причина скоротечности летального исхода в том, что они развиваются по принципу порочного круга, когда последующие этапы усугубляют исходную причину, а исходная причина — усугубляет следствия (например сдавление вен головного мозга приводит к более сильному отеку и наоборот).
изменения в других органах и системах
Система пищеварения
На высоте значительно изменяется аппетит, уменьшается всасывание воды и питательных веществ, выделение желудочного сока, что приводит к нарушению процессов пищеварения и усвоения пищи, особенно жиров. В результате человек резко теряет вес (до 15—22 кг за 6—7 недель на высоте 6000 м). На высоте человек может ощутить мнимое чувство полноты желудка, распирание в подложечной области, тошноту, поносы, не поддающиеся медикаментозному лечению.
Зрение
На высотах порядка 4500 м нормальная острота зрения возможна только при яркости в 2.5 раза больше обычной для равнинных условий. На этих высотах происходит сужение периферического поля зрения и заметное «затуманивание» зрения в целом. На больших высотах снижается также точность фиксации взгляда и правильность определения расстояния. Даже в условиях среднегорья зрение ночью слабеет, а срок адаптации к темноте удлиняется.
Обезвоживание организма
Выделение воды из организма, как известно, осуществляется в основном почками (1.5 л воды в сутки), кожей (1 л), лёгкими (около 0.4 л) и кишечником (0.2—0.3 л), всего около 3 л воды в сутки. При усиленной мышечной деятельности, особенно в условиях жары, резко возрастает выделение воды через кожу (иногда до 4—5 л). Напряжённая мышечная работа, совершаемая в условиях высокогорья, в связи с недостатком кислорода и сухостью воздуха, резко усиливает лёгочную вентиляцию и тем самым увеличивает также количество воды, выделяемой через лёгкие. Все это приводит к тому, что общая потеря воды у участников сложных высокогорных путешествий может достигнуть 7—10 л в сутки.
Прочие изменения
Болевая чувствительность по мере нарастания гипоксии снижается вплоть до полной её потери.
Также существуют разные психические изменения!!!