Как высота влияет на ваше тело

Источник

Если бы кто-то телепортировался с уровня моря на вершину горы Эверест, все закончилось бы трагически. На высоте 8848 метров барометрическое давление составляет примерно 33% от того, что на уровне моря. Это означает, что в воздухе значительно меньше кислорода, и наш телепортированный человек, скорее всего, задохнется через несколько минут. Однако люди, совершающие такое же путешествие в течение месяца, могут выживать на пике часами. Так что же может произойти с нашим телом всего за один месяц, что позволит нам выдержать такую ​​невероятную высоту?



Давайте представим, что вы один из 5,8 миллиардов человек, живущих на высоте менее 500 метров над уровнем моря. Когда вы делаете вдох на такой высоте, ваши легкие наполняются воздухом, состоящим из многочисленных газов и соединений. Наиболее важными среди них являются молекулы кислорода, которые связываются с гемоглобином в эритроцитах. Затем кровь циркулирует по всему телу, доставляя необходимый кислород ко всем клеткам. Но по мере увеличения высоты воздух начинает разрежаться. Относительное количество каждого соединения остается неизменным даже в верхних слоях атмосферы, но в целом наш организм может поглощать меньше кислорода. А если подняться на высоту более 2500 метров, возникающее в результате кислородное голодание может вызвать форму высотной болезни, известную как AMS (acute mountain sickness – острая горная болезнь), часто вызывающую головные боли, усталость и тошноту.



К счастью, AMS возникает только тогда, когда мы поднимаемся слишком быстро, потому что у нашего тела есть множество способов адаптироваться к большой высоте. Через несколько минут или даже секунд после достижения высоты 1500 метров каротидные хеморецепторы на шее ощущают низкое давление кислорода в крови. Это вызывает реакцию, которая увеличивает частоту и глубину вашего дыхания, чтобы противодействовать нехватке кислорода. Ваш сердечный ритм также увеличивается, и ваше сердце сжимается сильнее, чтобы с каждым ударом перекачивать дополнительную кровь, быстро перемещая насыщенную кислородом кровь по всему телу.



Все эти изменения происходят относительно быстро, и если бы вы продолжали подниматься, частота сердечных сокращений и дыхание соответственно ускорились бы. Но если бы вы оставались на этой высоте в течение нескольких недель, вы могли бы воспользоваться преимуществами более долгосрочной адаптации.



В течение первых нескольких дней на высоте более 1500 метров объем плазмы в крови уменьшается, что увеличивает концентрацию гемоглобина. В течение следующих двух недель уровень гемоглобина будет продолжать расти, что позволит вашей крови переносить еще больше кислорода на миллилитр. В сочетании с высокой частотой сердечных сокращений эта новая богатая гемоглобином кровь эффективно распределяет кислород по всему телу. Настолько, что объем крови, перекачиваемой с каждым ударом сердца, может вернуться к нормальному уровню. В это же время ваше дыхание еще больше усиливается в процессе, называемом дыхательной акклиматизацией.



После нескольких недель продолжительной акклиматизации ваше тело претерпело достаточно существенных изменений, чтобы подняться еще выше. Тем не менее, вам все равно придется потратить дополнительное время на акклиматизацию по пути, часто спускаясь вниз, чтобы восстановиться, прежде чем подняться еще выше. Потому что вершина Эвереста не просто высока, это самое высокое место на Земле. А на высоте более 3500 метров наш организм испытывает невероятный стресс. Артерии и вены в мозгу расширяются, чтобы ускорить кровоток, но наши мельчайшие кровеносные сосуды, называемые капиллярами, остаются прежнего размера. Это повышенное давление может привести к утечке крови из кровеносных сосудов и накоплению жидкости в головном мозге. Аналогичная проблема может возникнуть в легких, где низкий уровень кислорода вызывает сужение кровеносных сосудов, что приводит к увеличению протекающих сосудов и накоплению жидкости. Эти два состояния, известные как HACE и HAPE соответственно, невероятно редки, но могут быть опасными для жизни, если их не лечить быстро. Некоторые тибетцы и южноамериканцы, чьи семьи жили на большой высоте, имеют генетические преимущества, которые могут предотвратить легкую высотную болезнь, но даже они не застрахованы от этих тяжелых условий.



Тем не менее, несмотря на эти риски, альпинисты за последнее столетие доказали, что люди могут подняться выше, чем ученые когда-либо считали возможным. Преодолев ограничения своего тела, эти альпинисты заново определили, к чему человечество может приспособиться.