Резкие изменения температуры, ветра и влажности в зависимости от времени суток и условий погоды, большая разница в теплоощущении (на солнце или в тени) еще не исчерпывают специфику гор.
Здесь действуют и повышенная ионизация воздуха, которая характеризуется преобладанием положительно заряженных ионов над отрицательными, а также частым изменением знака ионизации (с положительного на отрицательный и наоборот), что, по мнению некоторых исследователей, также служит причиной появления симптомов горной болезни.
Разработка вопросов, касающихся разнообразного влияния высоты на человека, стала особенно актуальной и значительно продвинулась вперед в связи с развитием авиации, космонавтики, альпинизма, а также с хозяйственным освоением богатых горных районов и необходимостью искать новые методы лечения тяжелых заболеваний дыхательной и сердечно-сосудистой систем, почек и нервных болезней.
Многие советские ученые, ведущие наблюдения над альпинистами и другими спортсменами в горах, пришли к выводу, что человек, находясь на больших высотах, способен приспосабливаться к недостатку кислорода в воздухе. Так, акклиматизировавшиеся в высокогорье или постоянно живущие там люди нормально чувствуют себя на высоте до 4500 м. Выше же 8000 м способны подниматься только горцы и особенно здоровые и хорошо тренированные к условиям таких мест спортсмены.
Вместе с воздухом человек вдыхает кислород. Но для того чтобы донести его до каждой клетки организма, необходимо, чтобы хорошо работали сердечно-сосудистая система, клетки крови и система кровотворения. Если же какое-либо из звеньев этой цепи действует недостаточно четко и быстро или выключилось совсем, ткани начинают недополучать кислород и голодать — наступает гипоксия. При этом ткани перестают правильно функционировать и появляются симптомы тяжелой горной болезни, которые могут привести к смертельному исходу. Особенно уязвим при кислородном голодании мозг. Он несет наибольшую нагрузку, регулируя работу всех остальных физиологических систем организма и потребляя при этом 25 % получаемого клетками тела кислорода. Острый недостаток его приводит, в частности, к психическим нарушениям, например к потере чувства опасности и реальной оценки обстановки. Эти болезненные явления вместе с понижением функции зрения и исчезновением болевых ощущений были причиной гибели многих замечательных летчиков, которые под действием гипоксии, теряя самоконтроль, поднимались на большую высоту, где условия окружающей среды непереносимы для человека.
Гипоксией люди страдают не только в горах, но и на равнине при таких болезнях, как пневмония, туберкулез легких, коклюш, астма, когда, как и на больших высотах, артериальная кровь недостаточно насыщается кислородом.
Как же организм приспосабливается к своеобразным условиям обитания в горах? Выяснено, что, попадая в необычные горные условия и стремясь защититься от гипоксии и других вредных факторов, организм пускает в ход имеющиеся резервы, перестраивая все привычные ритмы тела, чтобы, например, при малом количестве кислорода в воздухе захватить его как можно больше и в нужном количестве донести до клеток всех тканей и органов. Это достигается повышением частоты дыхания и сердечных сокращений, что увеличивает вентиляцию легких и скорость кровотока, а также усилением деятельности функций кроветворных органов. По мнению некоторых ученых, дополнительные количества крови усиленно поступают из селезенки, этой кладовой, где хранятся ее запасы.
Стимулируются и системы, участвующие в транспортировке крови к клеткам и от них — к сердцу и легким, расширяется сеть капилляров, по которым течет кровь, усиливается деятельность надпочечников. Напряженнее работают и клетки всего организма, обладающие огромными резервными «мощностями» по увеличению захвата кислорода и его утилизации.
При этих процессах в крови возрастает количество эритроцитов (красных кровяных телец), этих мельчавших двояко-вогнутых дисков. Такая форма позволяет им иметь предельно большую для их размеров поверхность, так что в сумме для одного организма она составляет 3 га. В эритроцитах содержится носитель кислорода — гемоглобин. Этот пигмент недаром заслужил название чудесного соединения и самого интересного вещества в мире. Дело в том, что кровь транспортирует некоторую меньшую часть кислорода в виде раствора и большую — в виде химического соединения за счет гемоглобина. Он обладает способностью присоединять кислород, отбирая его там, где его много, и отдавая там, где его мало, причем проделывает это легко и быстро.
После первой болезненной реакции на всю совокупность горных условий, после сердцебиения и одышки организм, приспособившись к новым условиям, переходит к более экономной работе, не теряя активности и трудоспособности. Важно то, что при этом процессе повышается общая устойчивость организма не только к горным, но и к любым неблагоприятным условиям. Это весьма важный факт для тренировки, закаливания всех систем организма, а следовательно, и для лечения людей в горных условиях. Это же имеет значение и для решения важного вопроса века космонавтики: как добиться выживания человека в самых неблагоприятных условиях.
Многие ученые у нас и за границей исследовали процессы, происходящие в организме людей, родившихся и всё время живущих в горах, и сравнивали их с тем, что они наблюдали у тренированных и нетренированных пришельцев на эти высоты. Данные таких работ представляют большой интерес.
Вспомним еще раз тех, кто в 1953 г. штурмовал Джомолунгму. Отряд состоял из жителей высокогорий Непала (шерпов) и европейцев. Основную работу по переброске снаряжения и продуктов выполняли шерпы. Носильщики шли с ношей по 15 кг каждый без кислородных приборов, которыми пользовались англичане, и меньше, чем последние, страдали бессонницей, потерей аппетита и головокружениями.
При работе в высокогорной экспедиции на ледниках Терскей-Алатау, южнее озера Иссык-Куль, мне довелось убедиться, как рабочие и наблюдатели из высокогорных сел этого района с легкостью, без одышки, быстрым шагом взбирались по ледяному полю на высотах 3500–4000 м, в то время как географы и геофизики, прибывшие с равнин Европейской части Союза, задыхаясь и пыхтя, медленно тащились сзади, чувствуя себя разбитыми и обессиленными, и только спустя несколько дней их работоспособность возросла, хотя и оставалась меньшей, чем у местных жителей. Эти явления объясняются тем, что у аборигенов, выросших в горах, увеличены объем грудной клетки и жизненная емкость легких, а также количество эритроцитов и гемоглобина в крови, и что их ткани могут функционировать нормально и находиться в здоровом состоянии при получении меньших доз кислорода по сравнению с жителями низин.
Много опытов с животными в горах и в барокамере, где создавалось необходимое пониженное давление, провели наши ученые, которые (как и перуанцы Хуардо и Кларк) пришли к выводу, что при длительной акклиматизации, по-видимому, имеется «тканевая форма» приспособления к климату гор, более экономичная, чем та, которая характерна для пришельцев. Хотя в этих сложных вопросах еще много неясного, но предполагается, что в этом процессе принимает участие некоторое снижение функций щитовидной железы.
Учеными был обнаружен и другой «виновник» горной болезни. Оказалось, что одышка, удушье и чувство дурноты, появляющиеся в горах при усиленной мышечной работе, связаны с гипокапнией, то есть о чрезмерно низким содержанием углекислого газа в крови и тканях человека.
Почему же возникает недостаток углекислоты в горах?
При учащенном дыхании, которое бывает на больших высотах, углекислота «вымывается» из легких и содержание ее в крови падает. Образование ее в тканях в этих условиях тоже понижено. А между тем от количества углекислоты в крови зависит снабжение тканей кислородом, так как она является регулятором окислительных процессов, происходящих в организме. При гипокапнии падает артериальное давление, замедляется кровообращение, сужаются сосуды мозга, ухудшается его питание, что и вызывает некоторые болезненные симптомы, свойственные горной болезни.
