Реакции респираторной системы

Адекватное снабжение мышц кислородом — необходимое условие осуществления мышечной


Повышенная вентиляция легких в усло­виях высокогорья обусловлена меньшей плотностью воздуха

Действие повышенной вентиляции напоминает действие гипервентиляции в обычных условиях. Количество диоксида углерода в альвеолах снижа­ется. Оксид углерода "следует" градиенту давления, поэтому большее его количество диффундирует из крови, где его давление относительно высоко, в лег­кие для выведения. Усиленное выделение диоксида углерода обеспечивает повышение рН крови. Это так называемый газовый, или респираторный, ал­калоз. Стараясь его предотвратить, почки выделя­ют больше ионов двууглекислой соли. Вспомним, что они являются буфером угольной кислоты, об­разующейся из диоксида углерода. Таким образом, снижение концентрации ионов двууглекислой соли понижает буферную способность крови. В ней ос­тается больше кислоты и алкалоз может легко воз­никнуть снова.

Диффузионная способность легких и транспорт кислорода. У человека, находящегося в состоянии покоя, в обычных условиях диффузионная спо­собность легких неограничена. Если бы она была ограничена, в кровь поступало бы меньше кисло­рода и артериальное Рц оказалось бы ниже, чем альвеолярное р(, . Однако эти два показателя по­чти одинаковы. У такого человека количество кислорода, попадающего в кровь, определяется альвеолярным Ру и интенсивностью кровотока в легочных капиллярах.

Вспомним, что в обычных условиях (на уровне моря) парциальное давление равно 159 мм рт.ст. Однако на высоте 2 439 м (8 000 футов) оно снижа­ется до 125 мм рт.ст. Вследствие этого понижается парциальное давление кислорода в альвеолах и ка­пиллярах легких. Также снижается концентрация гемоглобина с 98 % в обычных условиях до при­близительно 92 % на высоте 2 439 м (8 000 футов).


247


Одно время считалось, что именно это незначи­тельное снижение концентрации гемоглобина вы­зывает уменьшение МПК приблизительно на 15 %, тем самым ограничивая мышечную деятельность на высоте. Однако, как будет видно дальше, уменьше­ние МПК в действительности обусловлено низким -ро вследствие понижения барометрического дав­ления на высоте.

Газообмен в мышцах. В обычных условиях ар­териальное давление Р^ равно приблизительно 94 мм рт.ст., а парциальное давление кислоро­да— около 20 мм рт.ст., поэтому разница, или градиент давления, между артериальным Р^ и Рц тканей в обычных условиях составляет около 74 мм рт.ст. В то же время на высоте 2 439 м (8 000 футов) артериальное /', снижается почти до 60 мм рт.ст., тогда как Ру тканей остается не­изменным — 20 мм рт.ст. Таким образом, гради­ент давления снижается с 74 до 40 мм рт.ст. Это почти 50 %-е снижение диффузионного градиен­та. Поскольку диффузионный градиент отвечает за транспорт кислорода из крови в ткани, такое изменение артериального р(, в условиях высоко­горья представляет собой более важную пробле­му по сравнению с 5 %-м снижением концентра­ции гемоглобина.

Максимальное потребление кислорода. С увели­чением высоты максимальное потребление кисло­рода снижается (рис. 12.2). МПК незначительно уменьшается до тех пор, пока атмосферное /5, не снизится за отметку 125 мм рт.ст. Обычно это про­исходит на высоте 1 600 м (5 248 футов), на кото­рой расположен г.Денвер в штате Колорадо. Хотя на рисунке показано линейное уменьшение МПК с увеличением высоты, все же его уменьшение бо­


лее точно отражает снижение барометрического давления [41]. В частности, МПК уменьшается с прогрессивно большей скоростью (экспоненциаль­но) по мере падения парциального давления кис­лорода в результате увеличения высоты.

Ниже высоты 1 600 м (5 248 футов) условия высокогорья незначительно влияют на МПК и мышечную деятельность, требующую прояв­ления выносливости. Если же высота превы­шает 1 600м, МПК снижается почти на 11 % с каждым увеличением высоты на 1 000 м (3 281 футов)

Как видно из рис. 12.3, у участников экспеди­ции на Эверест 1981 г. МПК уменьшилось с 62 (в

нормальных условиях) до 15 мл-кг^-мин' у верши­ны горы. Обычные потребности в кислороде в сос­тоянии покоя составляют около 5 мл-кг^-мин"', по­этому без дополнительного резерва кислорода аль­пинисты были бы способны выполнить лишь незначительные физические усилия на такой высо­те. Исследование, проведенное Пафом и соавт.,

показало, что мужчины с МПК 50 мл-кг'-мин' в обычных условиях не смогли бы выполнять физи­ческую нафузку или даже передвигаться у верши­ны Эвереста, поскольку на этой высоте их МПК понизилось бы до 5 мл-кг^-мин"'. Большинство обычных людей с МПК ниже 50 мл-кг-1-мин"1 не смогли бы выжить без дополнительного резерва кислорода на вершине Эвереста, поскольку их МПК было бы слишком низким, чтобы поддержать фун­кцию тканей. Его хватило бы только на удовлетво­рение потребностей организма в состоянии покоя.


Р„ 750 „ 650

1——V————


Давление, мм рт. ст. 600     500


 


О       50      100     150 Ро; вдыхаемого воздуха, мм рт. ст. при 0 "С


 


Рис. 12.2. Снижение МПК при понижении баромет­рического давления (Р^) и парциального давления кислорода (Ру ) в условиях высокогорья. Данные Бускирка и соавт. (1967)


Рис. 12.3. МП К относительно Ру вдыхаемого воздуха. Данные Уэста и соавт. (1983), Пауэрса и Эдвардса (1994)


248















Дата: 2018-12-28, просмотров: 33.