Проклятие горных духов
…Шёл 1590 год от рождества Христова. Небольшой отряд конквистадоров поднимался в Анды, к последнему очагу сопротивления инков, городу-крепости Потоси. Каждый шаг давался с огромным трудом, а каждый вдох требовал сил. На пути к последней битве они потеряли немало отважных братьев. Последнюю ночь перед штурмом изрядно потрёпанный отряд провёл на высокогорном плато Альтиплано. В эту ночь им пришлось особенно худо. А когда утром они двинулись к перевалу Париакака, силы покинули последних из отважных покорителей Нового Света. Проклятые язычники наслали на них порчу своим туземным колдовством. Воздух там стал так тонок и рассеян, что его не хватало для дыхания. Страшно болела голова и клонило в сон. И только молитва отважного отца Хосе де Акоста подняла их на ноги. И они дойдут. И покорят огнём и мечом это гнездо проклятых индейцев. И спустятся в долину. И дойдут до Тихого океана. Всемирная история банк «Империал».
Так, ну или почти так, европейцы впервые познакомились с горной болезнью. Однако никакая туземная магия и проклятия инков тут ни при чём. Более того, пожалуй, только для европейцев, проживавших на относительно равнинной местности, горная болезнь стала сюрпризом. Жители других частей света знали о ней многие века своей истории. Так, в китайских трактатах первого века нашей эры можно встретить описания таинственной болезни, возникающей при переходе через горные хребты. Так, на синхронных китайских картах можно встретить такие забавные топонимы как Большая и Малая Болиголовые горы и Лихорадочный склон. Тем не менее, китайцы рассматривали это не как болезнь, а как знак, что они переходят через границу своего государства, и их боги больше не смогут защищать их.
Похожие симптомы можно встретить и в произведениях античных авторов, по словам которых, при подъёме на Олимп становится трудно дышать, поскольку воздух богов не предусмотрен для вдыхания простыми смертными.
Но с чем же связано возникновение этих болезненных симптомов? Давайте разбираться.
Строго говоря, среди современных специалистов нет единого мнения, считать ли высотную и горную болезнь за одно и то же состояние. Специалисты-«дробители» настаивают на том, что патологические состояния, связанные в внезапной разгерметизацией кабины самолёта и возникающие у альпинистов, имеют разную природу и обусловлены действием различных факторов внешней среды. В свою очередь «объединители» утверждают, что горная болезнь – это тоже самое, что и высотная, только более растянутая во времени.
Так или иначе, но в отечественной литературе чаще всего горную и высотную болезнь рассматривают как единое целое.
Немного о симптоматике. В большинстве случае, первые симптомы возникают у человека на высоте уже ок. 3 000 м. над уровнем моря (при высокой физической нагрузке могут начинаться и с 2 000). Первым симптомом является появление головной боли, повышенной утомляемости и безразличия к происходящему. Потом присоединяется одышка и учащённое сердцебиение. В этот период, как правило, появляются и психические симптомы – на смену апатии приходит эйфория («и сердце готово к вершине бежать из груди»), резкая смена настроения, беспричинный смех или плаксивость. Если человек продолжает подъём, то у него нарушается координация движений, появляются боли в костях и суставах (т.н. декомпрессионные симптомы), нарастает слабость и адинамия, нарушается болевая и тактильная чувствительность, снижается острота зрения, слуха и обоняния. Появляются галлюцинации. Причём, по словам бывалых альпинистов, галлюцинации имеют общую фабулу – появляется ощущение присутствия ещё кого-то рядом, причём это чувство может быть настолько острым, что пострадавшие начинают делиться с воображаемым другом пищей и одеждой.
Финалом всех этих симптомом является отёк лёгких или головного мозга. И последующее трудоустройство в качестве указателя пути для более удачливых альпинистов.
Но в чём механизм возникновения болезненного состояния?
Для того, чтобы это понять, необходимо немножко разобраться в механизме газообмена. Дело в том, что обогащение крови живительным кислородом и очищение её от углекислого газа происходит путём простой диффузии, т.е из области с более высокой концентрацией (или давлением) в область с более низкой концентрацией (или давлением). В случае, когда мы говорим о газах, на первый план выходит именно давление. Поскольку парциальное давление кислорода в венозной крови ниже, чем в окружающем воздухе, по закону диффузии кислород движется из атмосферного воздуха в кровь. С углекислым газом происходит аналогичная история, только его парциальное давление выше в венозной крови, чем в воздухе, поэтому он выходит из крови.
И тут читатель имеет право сказать: «но в Википедии написано, что концентрация кислорода в воздухе не меняется примерно до высоты в 100 км, почему же горная болезнь начинается уже на 3,5 км?» И будет отчасти прав. Но только отчасти. Дело тут не в концентрации кислорода в воздухе, а в его парциальном давлении. Лучше всего кислород усваивается на уровне моря, где концентрация кислорода в воздухе составляет примерно 21%, а атмосферное давление составляет 1 атм. При таких условиях парциальное давление кислорода равно 21,2 кПа. При подъёме на каждые 100 м, атмосферное давление снижается экспоненциально, соответственно, снижается и парциальное давление кислорода. Поэтому на высоте в 3 000 м этого парциального давления уже не хватает, чтобы кислород «зашёл» в кровь. И человек начинает испытывать удушье, несмотря на то, что кислорода, как говорится, хоть ж… ешь, в смысле – полно.
Прибавьте к этому снижение температуры, приводящее к спазму капилляров и снижение влажности воздуха, что приводит к дополнительным потерям жидкости с дыханием и падением объёма циркулирующей крови — и готово дело.
Но как это происходит практической точки зрения? Основным звеном, приводящим к печальным последствиям, служит изменение кислотно-основных свойств крови. Поскольку кислород не может войти, а углекислый газ, наоборот, со страшной силой выходит из организма, кислотность крови смещается в щелочную сторону – развивается алколоз. Но это ещё полбеды. Именно углекислый газ является тем веществом, которое побуждает дыхательный центр заставлять сокращаться дыхательным мышцы. В результате этого дыхательные движения становятся реже. И первое время – это даже хорошо. Чем реже вдох – тем больше в крови углекислого газа, а это позволяет поддерживать кислотно-основное состояние. Но со временем, даже несмотря на редкие вдохи, рН крови всё равно смещается в щелочную сторону – происходит декомпенсация дыхательной системы для поддержания кислотно-основного состояния. На этом этапе человека мучает только слабость и чувство нехватки воздуха. Но когда резервы дыхательной компенсации израсходованы, в дело вступает метаболизм. Единственный способ, которым обладает эта система – выгнать в кровь все протоны водорода из клеток. Но взамен на протоны в клетку поступают другие положительные ионы – натрий и/или калий, а вслед за ними вода – развивается внутриклеточный отёк. В первую очередь это касается ткани головного мозга. Вот тут-то и появляется головная боль и психиатрические симптомы. Если человек продолжит восхождение – головной мозг увеличится в размерах, ствол вклинится в большое затылочное отверстие, и все заботы останутся в прошлом.
Но что же делать в такой ситуации? Ответ один – как только у человека появляются любые подозрительные симптомы – его нужно спускать в долину.
Однако путём постепенных тренировок – постепенного подъёма на относительно безопасные высоты с длительными стоянками там, можно вызвать увеличение числа эритроцитов в крови, т.е. увеличить кислородную ёмкость крови. Это, естественно, не поможет от горной болезни, а просто оттянет её наступление, за счёт большей длительности периода компенсации.
Что удивительно, но на Земном шаре обитает несколько народов, приспособленных к жизни в высокогорье. У каждого из них есть свои уникальные генетически обусловленные адаптации. Ярче всех выделяются тибетцы, у которых более чем в 90% случаев определяется мутация гена EPAS 1. Сам по себе этот ген является транскрипционными фактором, включающимся при недостатке кислорода. Его продукты регулируют сосудистый тонус и работу сердечной мышцы. Но его специфические мутантные аллели также увеличивают количество гемоглобина, не влияя на число эритроцитов. Само по себе это было бы не удивительно, если бы такую же мутацию не обнаружили при исследовании генома денисовского человека. Судя по всему, этот ген предки тибетцев унаследовали от исчезнувших братьев Homo sapiens.
Так или иначе, но прежде, чем совершать альпинистское восхождение, подумайте, готовы ли вы в случае чего навсегда остаться немым напоминанием об опасности, которую таят в себе горы (тела погибших, как правило, не спускают со склонов). Или, если горы зовут, хотя бы сделайте полногеномное секвенирование своего ДНК, вдруг вы счастливый потомок денисовцев?
Список использованной литературы:
1. Артамонова В.Г., Мухин Н.А. Профессиональные болезни: Учебник. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 2006
2. Патофизиология : учебник : в 2 т. / под ред. В.В, Новицкого, Е.Д. Гольдберга, О.И. Уразовой. – 4-е изд., перераб и доп. – ГЭОТАР-Медиа, 2010. – Т. 1.
3. Физиология человека с основами патофизиологии : в 2 т. Т.2. / Под ред. Р.Ф. Шмидта, Ф. Ланга, М. Хекмана ; пер. с нем. Под ред. М.А. Каменской и др. – 2-е изд., испр. – М.: Лаборатория знаний. 2021
4. Холл, Дж.Э. Медицинская физиология по Гайтону и Холлу / Дж. Э. Холл / Пер. с англ.; Под ред. В.И. Кобрина, М.М. Галагузы, А.Е.. Умрюхина, 2-е изд., испр. и доп. – М.: Логосфера, 2018
#Биология@inbioreactor
#Медицина@inbioreactor
#Заметка@inbioreactor
Текст: #Липилин@inbioreactor
Редактура: #li_za_ve@inbioreactor
#Наука #Научпоп