Мобилизация организма. На что способно наше тело в экстремальных условиях

Натан Цунц первым понял, что для различных высотных регионов всего мира и для каждой части специфических локальных высот надо учитывать климатические поправочные факторы, чтобы определять фактические барометрические условия из-за общих физических изменений, таких как температура. Цунц включил такие параметры, как среднее значение высоты местоположения, средняя температура и высота столба воздуха, а также разность давления в долине и на высоте, в свою знаменитую барометрическую формулу. Когда речь идет о том, может ли человек забраться на вершину Эвереста (8848 м) без дополнительного источника кислорода, незначительные поправки величины международной стандартной атмосферы, вычисляемые по формуле, предложенной Цунцем, приобретают решающее значение. Согласно МСА, на вершине Эвереста следует ожидать давление воздуха 236 мм рт. ст., а по формуле Цунца – 269 мм рт. ст. Эта разница может показаться незначительной, но на самом деле она позволяет уменьшить эффективное значение высоты Эвереста на 400 м; только благодаря этому феномену Мессмеру и Хабелеру удалось добраться до вершины без использования дополнительных источников кислорода. Если бы гора Эверест находилась на Северном или Южном полюсе, ее невозможно было бы покорить без дополнительного кислорода, так как в этих областях парциальное давление кислорода заметно ниже. В зависимости от географического положения меняется относительное атмосферное давление, а с ним и парциальное давление газов, входящих в состав атмосферы.

Согласно определению, доля газа в общем атмосферном давлении есть его парциальное давление, и именно это становится решающим с точки зрения физиологии и медицины. Почему? Потому что в этом случае речь идет о реальном числе молекул кислорода во вдыхаемом воздухе. Вот пример: я беру куб, содержащий 1000 л воздуха на высоте уровня моря при давлении в одну атмосферу. В этом кубе будет содержаться 780 л азота (78 %), 210 л кислорода (21 %) и 10 л остальных газов (1 %). Теперь уменьшим вдвое атмосферное давление, что приблизительно соответствует высоте 5500 м; смесь будет содержать те же 78 % азота, 21 % кислорода и 1 % остальных газов, но число молекул соответствующих газов окажется в два раза меньше и, таким образом, в нашем кубе воздуха будет содержаться фактически 390 литров азота, 105 л кислорода и 5 л других газов. В процентном соотношении состав атмосферы остается прежним и на большой высоте, но число доступных газовых молекул изменяется. На высоте 5500 м я вдыхаю только половину молекул кислорода. Этот недостаток кислорода в крови, снижая насыщение гемоглобина кислородом, подает организму сигнал: пора принимать контрмеры.

На уровне моря насыщение гемоглобина кислородом колеблется в норме от 95 до 100 %. На высоте 5000 м – падает до 75 %. Теперь даже при незначительной физической нагрузке человек начинает испытывать нехватку воздуха. Дыхание становится чаще и глубже. Учащается пульс, чтобы компенсировать недостаточную доставку кислорода к тканям. Если человек находится на высоте 5000 м в течение нескольких дней, показатели насыщения гемоглобина кислородом немного улучшаются и могут достигнуть 85 %. Учащенное и более глубокое дыхание приводит к уменьшению содержания углекислого газа в легочных альвеолах и в крови. Это приводит к сдвигу кислотно-щелочного баланса, к изменению pH крови. Это среди прочего оказывает влияние на связывание кислорода гемоглобином эритроцитов. Отчего это происходит? И что мне следует понимать под кислотно-щелочным балансом?