Вентиляция контролируется посредством чувствительности к гиперкапнии и гипоксии. На уровне моря процесс дыхания регулируется величиной нашего РаСО2. Это давление держится на уровне 5 кПа. Чувствительность к гиперкапнии носит линейный характер. В противоположность этому, чувствительность к гипоксии в зависимости от РаО2 имеет S-образную форму (хотя линейный характер SaО2).

Существенное возрастание вентиляции не наблюдают, пока РО2 не снизится ниже 12 кПа (приблизительно на высоте 3000 м). На большой высоте между этими двумя механизмами наблюдают конкуренцию. Как и при гипоксии, так и при падении РаСО2 увеличивается альвеолярная вентиляция, при этом уменьшается реакция на гиперкапнию.

Гипоксический дыхательный рефлекс и его эффективность в горах. Газообмен зависит от многих факторов вентиляции. Было проведено большое количество исследований, посвященных гипоксической дыхательной чувствительности у преуспевающих и не очень альпинистов, здоровых жителей высокогорья и живущих на уровне моря. Одним из крупнейших социальных событий было нашествие китайцев, живущих в низменностях, на Тибет.

Изучение тех времен показало, что китайцы хуже переносят большие высоты, нежели коренные жители Тибета. Последние не имели выраженной чувствительности аппарата дыхания к гипоксии. И выдающимся альпинистам необязательно обладать более выраженной реакцией на гипоксию по сравнению с менее успешными скалолазами. В частности, Питер Габелер имел нормальную реакцию аппарата дыхания на гипоксию, как и многие другие выдающиеся альпинисты, покорившие 8000 м.

Регуляция дыхания также важна ночью во время сна. В действительности из-за угнетенной вентиляции напряжение кислорода в артериальной крови (SaО2) незначительно уменьшается во время сна. Считают, что утрата регуляции дыхания приводит к характерному дыханию Чейн-Стокса, которое наблюдают на высокогорье. Вероятно, гипоксия во время сна — важный фактор горной болезни. Профилактикой этому может быть использование ингибитора карбоангидразы — ацетазоламида.
Применение этого препарата уменьшает восприимчивость людей к горной болезни.

Газообмен в легких на большой высоте

После поступления в легкие кислород должен обменяться на СО2 через альвеолярнокапиллярный барьер. На уровне моря газообмен происходит на протяжении 1/3 длины капилляра. Количество поступившего газа в организм зависит от скорости потока воздуха при дыхании (ограничено перфузией). На высоте из-за более низкого градиента кислорода, а также более высокой скорости потока крови вследствие большего сердечного выброса, газообмен может не завершиться к концу капилляра.

Развивается относительная гипоксемия из-за высокого венозного примешивания. Это названо ограничением диффузии. Оно менее выражено у животных и людей, проживающих на больших высотах в течение многих поколений. Примечательно, что газообмен лучше в горах, чем в камерах, моделирующих высоту.

В результате экспериментов британцев и американцев установлена разница альвеолярного РО2 в 1 кПа (7,5 мм рт.ст.) в камерах и полевых условиях на разных высотах, включая южный склон Эвереста (8000 м). В ходе американского опыта («Операция Эверест 2») изучали действие гипобарокамер в сравнении с реальным восхождением на Эверест британской командой. Причины лучшей скорости газообмена на горе по сравнению с гипоксической камерой неизвестны.

Легочная циркуляция на большой высоте

В отличие от системного кровообращения, сосуды легких сужаются при гипоксии. Этот рефлекс, имеющийся у всех животных, птиц и человека, хорошо изучен. Значение гипоксической легочной вазоконстрикции:
• закрытие легочного кровотока во внутриутробном периоде;
• приведение в соответствие вентиляцию и перфузию, когда возникает легочная обструкция, например, при попадании инородного тела в дыхательные пути или очаговом поражении легочной ткани.

К несчастью, для обычных людей, отправляющихся в горы, этот рефлекс имеет вредные последствия. В условиях общей гипоксии происходит легочная вазоконстрикция, что приводит к легочной гипертензии. Степень легочной гипоксической вазоконстрикции различна у каждого человека. Особенно она различается у жителей прибрежных морских мест и больших высот (например, Тибета). Это различие — важная особенность долгосрочной акклиматизации в высокогорье. Например, у яка, ламы и горного гуся менее выражена легочная вазоконстрикция при гипоксии.

Наряду с регуляцией дыхания в зависимости от РаСО2, как это происходит на уровне моря, легочная вентиляция на больших высотах регулируется также уровнем гипоксии.
Во время сна на высоте наблюдают дыхание Чейн-Стокса. При этом усугубляется гипоксия, что способствует развитию горной болезни.

Диффузия газов на высоте ограничена.
Защитным механизмом во внутриутробном периоде служит гипоксическая легочная вазоконстрикция. Во время легочного заболевания это улучшает вентиляционно-перфузионное отношение. Этот рефлекс может привести к увеличению давления в малом круге кровообращения.

- Читать "Болезни, связанные с пребыванием на больших высотах. Горная болезнь"

1. Диагностика профессиональной астмы. Объем обследования
2. Тактика при диагностике профессиональной астмы. Профилактика, наблюдение
3. Высотная болезнь. Условия окружающей среды на большой высоте
4. Влияние больших высот на нормальные легкие. Изменение вентиляции, газообмена
5. Болезни, связанные с пребыванием на больших высотах. Горная болезнь
6. Восхождение на высоты при болезнях легких. Противопоказания
7. Условия работы на большой глубине. Токсическое действие кислорода
8. Кессонная болезнь. Баротравма и разрыв легких
9. Отек легких при погружении на глубину. Синдром аспирации соленой воды
10. Дайвинг при заболеваниях легких. Противопоказания