Что происходит с организмом при акклиматизации в горах?

Однажды Эдуард Висс-Дюнан, врач, возглавлявший швейцарскую экспедицию на Эверест в 1952 году, которая установила официальный рекорд самого высокого восхождения, когда-либо совершенного на тот момент, был первым, кто ввёл особый термин, назвав точку выше 8000 метров "зоной смерти". Хотя официальную статистику получить сложно, многие травмы и смерти во время высотных альпинистских восхождений напрямую или косвенно вызваны воздействием зоны смерти на организм человека.

Что происходит с вашим телом на высоте в горах?

Люди эволюционировали, чтобы лучше всего функционировать на уровне моря, где концентрация кислорода в атмосфере составляет около 21 процента. У здоровых людей это означает, что гемоглобин – белок, транспортирующий кислород в эритроцитах – становится насыщенным этим самым кислородом. Более детально это выглядит так:

1. наша автономная нервная система обеспечивает регулярное сокращение диафрагмы,
2. в результате таких сокращений (равных, к слову, частоте нашего дыхания), наши лёгкие как бы растягиваются, в результате чего давление воздуха в них снижается, и новый воздух поступает извне – через нос, носоглотку и далее в лёгкие,
3. специальные альвеолы в лёгких способны усваивать кислород, который сквозь них проникается в кровоток,
4. далее молекулы кислорода прицепляются к клеткам гемоглобина (представим, что кислород – это груз, а гемоглобин – поезд, состоящий из вагонов),
5. затем вся эта кровь идёт в важным органам (в первую очередь к сердцу и мозгу, затем к мышцам и другим органам) и там отцепляется от гемоглобина,
6. и, наконец, вместо кислорода при оттоке от этих органов кровь забирает углекислый газ и транспортирует его обратно в лёгкие, чтобы те доставили его уже к нашему выдоху.

Кислород – один из ключевых элементов для поддержания нашей жизни. Но есть одна проблема – атмосферное давление неуклонно падает по мере набора высоты, что приводит к снижению уровня кислорода в воздухе. Как только уровень кислорода в воздухе становится слишком низким, гемоглобин больше не насыщается, и наш организм недополучает кислород.

Есть ещё один термин – "парциальное давление". Фактически он означает, что концентрация кислорода в общей массе воздуха остаётся практически той же – 21%. Однако, сам объём вдыхаемого нами воздуха падает, потому ниже его плотность. Поэтому и кислорода мы получаем с каждым вдохом меньше. Ключ здесь в том, что организм не сразу может приспособиться к таким изменившимся обстоятельствам.

Насыщение гемоглобина кислородом начинает быстро снижаться выше примерно 2 100 метров. На высоте 3 500 метров уже на 40 процентов меньше кислорода. В результате у альпиниста увеличивается частота дыхания – даже когда тело находится в состоянии покоя – чтобы вдыхать необходимый кислород. По мере снижения количества кислорода в крови частота сердечных сокращений также резко возрастает, достигая порой 130 ударов в минуту в покое, что увеличивает риск сердечного приступа. Наступает так называемая "горная болезнь" или по-простому "горняшка".

Однако наш организм в желании продолжать жить довольно умная, адаптивная и местами хитрая субстанция (ниже узнаем, почему ещё и хитрая). Он начинает акклиматизироваться, поскольку количество кислорода в воздухе падает. Вырабатываются дополнительные эритроциты (именно в них содержится гемоглобин), и сердце бьётся быстрее, чтобы транспортировать эти клетки по телу.

В результате дефицита кислорода организм пытается снабдить им самые жизненноважные органы – в первую очередь, мозг (собственно, акклиматизацию и регулирует мозг, потому он считает, что самый важный он, и с этим трудно поспорить). Таким образом, второстепенные функции организма подавляются, эффективность переваривания пищи резко падает (а желудок – тот ещё потребитель кислорода!), дыхание становится более глубоким и редким, чтобы компенсировать недостаток.

Альпинисты часто испытывают проблемы со сном на больших высотах, теряют мышечную массу быстрее, чем на уровне моря, и испытывают значительное снижение аппетита, обычно сопровождающееся потерей веса.

Высота серьёзно влияет на лёгкие и мозг  

Обычно организму человека требуются дни или недели для надлежащей акклиматизации, в зависимости от конкретной целевой высоты, поэтому большинство экспедиций в горы выше 7000 метров занимают около двух месяцев. Восхождение на Эльбрус обычно длится более недели, хотя взойти на него физически подготовленный альпинист может за один день.

Неправильная акклиматизация может привести к острой горной болезни и двум её распространённым последствиям: отёку легких на большой высоте и/или отёку мозга.

• Отёк лёгких возникает, когда в них начинает просачиваться жидкость, буквально заполняя их внутреннее пространство, где должен быть воздух. Такое состояние можно быстро определить с помощью стетоскопа, а яркий симптом отёка – щёлкающий звук в лёгких, который слышится в дыхании человека. Распространённые симптомы также включают сильную усталость, затруднённое дыхание, особенно в положении лёжа, и кашель с белой водянистой жидкостью.
• Отёк мозга – это тоже проникновение жидкости, но уже в мозг. Если в течение длительного периода он получает недостаточно кислорода, то начинает опухать, что может привести к тошноте и затруднить способность мыслить и рассуждать ясно. Отёк мозга сложнее обнаружить сразу. Яркие симптомы здесь: спутанность сознания, неадекватное поведение, значительная потеря ориентации в пространстве.

Отёк мозга, к слову, может иметь пагубные долгосрочные последствия для здоровья, но на вершине одной из самых высоких гор в мире это приводит к более насущным проблемам.

Альпинисты с недостаточным поступлением кислорода в мозг могут войти в состояние, известное как "высотный психоз". В этом состоянии альпинисты могут сбиться с пути, снимать предметы одежды даже в диком холоде или забыть пристегнуться к перилам, например.

Другие риски пребывания в зоне смерти

Вдали от высоты альпинистам, находящимся в зоне смерти и вблизи неё, также приходится бороться с более высоким уровнем ультрафиолетового излучения, которое может отражаться от льда и снега и повреждать зрение.

Как правило, температура на этих высотах не превышает –0ºC, что увеличивает риск обморожения конечностей.

Важность акклиматизации

Даже на не самых высоких вершинах, таких как Эльбрус, Белуха или Казбек, акклиматизация является ключом к успеху. Да даже отправляясь, к примеру, на восхождения в районе Ала-Арчи в Тянь-шаньских горах на восхождениях до 4 000 метров акклиматизация нужна, потому что жить вы будете на высоте 3 400 метров (хижина Рацека).

Считается, что организм никогда полностью не акклиматизируется к высоте свыше 6000 метров, поэтому так важно координировать восхождения во время высотных экспедиций с лучшими погодными окнами, чтобы добраться до вершины и вернуться обратно в кратчайшие сроки, не оставаясь на высоте на холодную ночёвку.

Хотя ограничение пребывания в зоне смерти имеет решающее значение, альпинистам необходимо как можно лучше акклиматизироваться к большой высоте, чтобы обеспечить себе наилучшие шансы на успех.

Пребывание на высоте в течение нескольких дней или недель позволяет организму несколькими ключевыми способами приспособиться к более низкой концентрации кислорода, что делает дыхание и другие физические нагрузки более эффективными. Длительная акклиматизация увеличивает глубину дыхания и расширяет ёмкость легких, перекачивая кровь в те её части, которые обычно не используются на уровне моря. Акклиматизация также позволяет организму вырабатывать больше эритроцитов для переноса кислорода и фермента, который облегчает высвобождение кислорода из гемоглобина в другие ткани организма. 

Как акклиматизироваться на большой высоте

Лучший способ акклиматизации давно известен – постепенно набирать высоту при подъёме вверх. Причём, для большинства людей можно сразу подняться до 3000 метров и провести несколько дней на этой высоте, чтобы начать процесс. Лишь небольшой процент человечества плохо себя чувствует уже на 2 500 – 3 000 метрах.

От отметки 3000 метров большинство гидов рекомендуют медленное, но равномерное восхождение. К счастью, это предусмотрено во многих высокогорных альпинистских направлениях в виде похода в базовый лагерь.

Но всё так линейно – недостаточно просто набирать высоту медленно. Оказавшись на склонах целевой горы, нужно подниматься высоко, но спать низко, разбивая следующий лагерь не выше 500 метров по вертикали над тем местом, где альпинист ночевал предыдущей ночью.

Большинство экспедиций по высокогорному альпинизму учитывают это, и большинство высотных лагерей на самых высоких горах мира находятся на расстоянии примерно 500 вертикальных метров друг от друга. Однако есть некоторые горы, где разрыв между лагерями может быть более значительным.

Для примера вот график акклиматизации при восхождении на Эльбрус – причём, минимальной на 7 дней: