Адаптация человека к условиям высокогорья

1. Адаптация человека к условиям высокогорья

Работу выполнила: Сахарова
Ирина, 402-04

2. Расселение людей

Физическая карта мира
Расселение людей
Размещение населения Земли
• 500 млн человек в настоящее время проживает в горах.
• Обжитое высокогорье приходится на высоту до 4500 м, а
выше расположено снежное высокогорье и
сверхвысокогорье.
• Наиболее населены низкогорье (200 — 1400 м) и
среднегорье (1400 — 2500 м).

3. Воздействующие факторы

Возрастает с высотой
Убывает с высотой
Радиация:
Космическая
Световая
Ультрафиолетовая
Инфракрасные
Атмосферное давление
Температура воздуха
Влажность
Однако определяющим для человеческого
организма фактором является пониженное
парциальное давление кислорода (рО2),
обусловленное падением атмосферного
давления.

4. Таблица «Атмосферное давление и парциальное давление кислорода (рО2) на различных высотах над уровнем моря»

5. Что происходит с организмом

По мере подъема на высоту сначала у
человека появляются сдвиги
физиологических функций различных
систем организма, направленные на
адаптацию. Однако выше люди начинают
жаловаться на болезненные проявления,
такие как головная боль, головокружение,
тошнота, рвота, диспепсические явления,
приступы удушья и т. п. Могут возникнуть
осложнения: отек легких и отек мозга. Этот
симптомокомплекс получил название
«горная болезнь». При дальнейшем наборе
высоты компенсационные механизмы
перестают функционировать и может
наступить летальный исход.

6. Кислородное голодание

Состояние кислородного голодания, которое возникает
у человека в горах, называется гипоксической
гипоксией. Выделяют две ее формы:
• Острая (появляется при относительно коротком
воздействии недостатка кислорода, исчисляемом
секундами, минутами или часами).
• Хроническая (развивается, когда человек находится в
условиях дефицита кислорода более длительное
время (дни, недели, месяцы, годы). В хронической
гипоксии принято выделять острый период
(«аварийную» стадию) и период относительной
стабилизации функций. В «аварийную» стадию
симптомы острого кислородного голодания
проявляются достаточно ярко и имеют определенное
сходство с симптомами острой гипоксии. Стадия
относительной стабилизации сопровождается
энергетически более выгодными для организма
перестройками. Однако дополнительные нагрузки в
этот период могут привести к дезадаптации.

7. Особенности, влияющие на адаптацию

Высотный порог, вызывающий
соответствующие сдвиги в организме
человека, варьирует в зависимости от климатометеорологических условий разных горных
систем. Кроме того, он зависит от
индивидуальных особенностей, пола и
возраста людей, их физического и
психического состояния, уровня
тренированности, наличия «высотного опыта».

8. Адаптация со стороны нервной системы

• В процессе развития гипоксии возникают фазовые изменения функционального состояния ЦНС. В начальный
период отмечается преобладание возбудительного процесса. По мере углубления гипоксии при выраженном
проявлении нарушений деятельности нервной системы превалирует процесс торможения. Фазовый характер
изменений условнорефлекторной деятельности связывают с непосредственным действием различной степени
гипоксии на кору больших полушарий. При этом происходят изменения межцентральных взаимодействий.
Существенное значение придают функциональным сдвигам, возникающим в гипоталамусе. Полагают, что эта
реакция опосредована через ретикулярную формацию. При миграциях людей в горы возрастает активность
высших вегетативных центров гипоталамуса. Усиливается тонус симпатической системы. По мере удлинения
срока пребывания начинает превалировать активность парасимпатической нервной системы.
• Многими исследователями было отмечено, что острая гипоксия оказывает существенное влияние на основные
психологические параметры: память, внимание, мышление, эмоциональное состояние и т. д. Так, пребывание в
течение нескольких часов на высоте 2400 м уже сопровождается снижением интеллектуальной
работоспособности.
• Большинство исследователей указывают, что при острой гипоксии человек может терять способность к
критической оценке ситуации, в которой он находится. Он теряет самоконтроль и оказывается неспособным
адекватно оценить собственное состояние.

9. Адаптация со стороны эндокринной системы

• В начале гипоксического воздействия происходит несбалансированная активация эндокринной
регуляции. Однако постепенно развивается экономизация функций. Исследования показали, что
умеренная кислородная недостаточность стимулирует секреторную функцию щитовидной
железы.
• При значительной гипоксии наступает истощение функции щитовидной железы. Надпочечники
под влиянием недостатка кислорода несколько увеличиваются в объеме и массе. Вместе с тем
стимулируется и адреналовая система. Однако длительное и значительное кислородное
голодание приводит к недостаточности функции надпочечников, как и других желез.
• Инсулярный аппарат поджелудочной железы при небольшой гипоксии несколько
активизируется.
• Гипоталамическая нейросекреция находится в состоянии функционального напряжения.
Половые железы чувствительны к продолжительной кислородной недостаточности. При этом
оказывается сниженной как внутрисекреторная, так и гормональная функции.

10. Интересные наблюдения

Известно, что у европейцев, переселявшихся в высокогорные районы
Перу, нарушалась репродуктивная функция, тогда как у местных
жителей прирост населения был нормальным.
Длительное пребывание мужчин в высокогорье сопровождается
преобладанием в их потомстве девочек.
Детородная функция женщин в горах (данные относятся к высоте
2010 м) сохраняется нормальной, но половое созревание у девушек
несколько задерживается, примерно на 2 года.

11. Адаптация (кратковременная) со стороны системы крови

• Кратковременная высокогорная адаптация сопровождается, прежде всего,
перераспределением ккрови в организме – мобилизация из депо (селезенки, печени и т. п.)
и поступление в жизненно важные органы – мозг и сердце.
• Вместе с тем повышается дыхательная поверхность крови. К такого рода реакциям
относятся прежде всего увеличение количества гемоглобина и эритроцитов, стимуляция
красного кроветворения в костном мозге. Усиление красного кроветворения
обеспечивается повышенным образованием основных стимуляторов эритропоэза.
• Сдвиги со стороны белой крови в условиях высокогорья носят фазовый характер.
Первоначально развивается умеренно выраженный нейтрофильный лейкоцитоз, в
последующем – лейкопения, иногда и лимфоцитоз. Механизм ранних изменений белой
крови связывают с реакцией организма на стресс, а также со сдвигами гемонцентрации и
выбросом депонированной крови. В дальнейшем, когда стресс-реакция сглаживается,
начинают преобладать влияния других факторов, вследствие чего увеличивается число
лимфоцитов.
• Условия высокогорья сказываются на тромбоцитопоэзе, показателях свертывающей и
противосвертывающей систем крови, ее белковом спектре, на активности ряда ферментов,
в частности ферментов, участвующих в окислительно-восстановительных процессах. Однако
все сдвиги коагулирующих свойств крови нельзя свести непосредственно к адаптивным.
Они могут быть проявлением функциональных изменений со стороны вегетативной
нервной системы.

12. Адаптация (долговременная) со стороны системы крови

• В условиях хронической гипоксии одной из основных адаптивных реакций организма, способствующих
увеличению транспорта О2 к тканям, является повышение кислородной емкости крови (адекватное
величине гипоксического воздействия).
• При длительной адаптации людей в условиях высокогорья количество эритроцитов и гемоглобина заметно
превышает равнинные нормы. Характер этих изменений зависит от высоты, сроков адаптации. Он
неодинаков в различных высокогорных районах. Полагают, что гипоксия непосредственно стимулирует
костно-мозговое кроветворение.
• Следует отметить, что у людей, долгие годы адаптирующихся в горах, показатели красной крови находятся
на более высоком уровне, чем у аборигенов соответствующих местностей.
• Количество лейкоцитов по мере увеличения сроков высокогорной адаптации изменяется мало.
• Концентрация сывороточных белков в процессе длительного пребывания в горах возрастает, альбуминовоглобулиновый коэффициент снижается.
• Важно: динамика сдвигов коагулирующих свойств крови на разных высотах неодинакова.

13. Адаптация (кратковременная) со стороны сердечно-сосудистой системы

• Наиболее существенными приспособительными реакциями,
способствующими повышению транспорта кислорода к тканям при
развитии острой кислородной недостаточности, являются увеличение
минутного объема крови (МОК), повышение скорости кровотока и его
перераспределение, в результате чего возрастает кровоснабжение
органов, высокочувствительных к гипоксии, в первую очередь
головного мозга, а также органов в состоянии гиперфункции – сердца и
легких.
Адаптация
(кратковременная)
со стороны
сердечно-сосудистой
системы
• Реакции сердечно-сосудистой системы в основном обусловлены
повышением активности симпатического отдела вегетативной нервной
системы. Увеличивается частота сердечных сокращений, минутный
объем кровообращения. При этом МОК возрастает за счет увеличения
как темпа сердцебиений, так и систолического (ударного) объема
крови. В дальнейшем эти показатели возвращаются к исходному
уровню или даже снижаются.
• Возрастает объем циркулирующей крови. Первоначально его
увеличение происходит благодаря рефлекторному выбросу крови из
депо, а позже – вследствие усиления кроветворения и нарастания
массы эритроцитов.

14. Адаптация (кратковременная) со стороны сердечно-сосудистой системы

Уровень артериального давления (систолического, диастолического и
среднединамического) в первые дни адаптации несколько повышен. Если изменения
систолического артериального давления вызваны в основном приростом МОК, то
увеличение диастолического обусловлено повышением тонуса периферических
артерий. Возрастает линейная скорость кровотока в сосудах.
Адаптация
(кратковременная)
со стороны
сердечнососудистой
системы
Исследования показали снижение венозного давления у людей
в первые дни пребывания на высотах 3200–3600 м. Полагают,
что это вызвано парадоксальной дилатацией емкостных
сосудов большого круга в ответ на симпатическую стимуляцию.
При развитии острой гипоксии закономерно повышается
давление крови в малом круге кровообращения.
Одной из важных приспособительных реакций людей к острой
и хронической гипоксии является увеличение кровотока через
сосуды мозга – органа, наиболее чувствительного к гипоксии.

15. Адаптация (кратковременная) со стороны сердечно-сосудистой системы

• Определенную роль в повышении уровня мозгового
кровообращения играют рефлексы с хеморецепторов
синокаротидных и аортальных зон.
Адаптация
(кратковременная)
со стороны
сердечнососудистой
системы
• Таким образом, в основном расширение мозговых
сосудов при развитии гипоксии определяет
гуморальная регуляция. Нейрорефлекторная же
регуляция играет в этом определенную, но, повидимому, второстепенную роль.
• Увеличение коронарного кровотока отмечено при
развитии как острой, так и хронической гипоксии
• Существенное значение в регуляции коронарного
кровообращения при гипоксии придают местным
метаболическим реакциям. Они определяют
формирование сигнала, указывающего на
рассогласование между уровнем коронарного
кровотока и метаболической потребностью миокарда
в О2.

16. Адаптация (долговременная) со стороны сердечно-сосудистой системы

В процессе адаптации к хронической гипоксии
метаболическое обеспечение сердца О2
приводит к структурным сдвигам в организме,
одним из проявлений которых является
повышенная васкуляризация сердца. Отмечено
возрастание концентрации миоглобина и
количества митохондрий в миокарде.

17. Адаптация (кратковременная) со стороны дыхательной системы

При развитии кислородного
голодания, возникающего в
результате снижения
парциального давления рО2
во вдыхаемом воздухе,
происходят существенные
сдвиги всех основных
параметров дыхания.
Обобщенная схема механизмов влияния гипоксии на организм человека (по В. Б.
Малкин и др., 1977)

18. Адаптация (кратковременная) со стороны дыхательной системы

Изменяется внешнее дыхание, изменяются условия, определяющие диффузию газов и транспорт О2 к тканям,
могут происходить сдвиги и в самом тканевом дыхании.
Одной из важнейших адаптивных реакций как при острой, так и при хронической гипоксии является рост
легочной вентиляции. Исследования показали, что вентиляция легких начинает увеличиваться уже на высоте
1000 м над уровнем моря. Это происходит в основном благодаря углублению дыхания. Частота дыхания
изменяется незакономерно. Следует отметить, что у различных людей при развитии острой гипоксии величина
рО2, при которой происходит начальный рост МОД, широко варьирует. Вместе с тем установлено, что у
большинства здоровых людей достоверное увеличение МОД отмечается, начиная с высот 2500–3000 м.
Известно, что повышенная легочная вентиляция улучшает газообмен в плохо вентилируемых альвеолах и
способствует росту парциального альвеолярного давления кислорода рАО2 ,следовательно, при высоких уровнях
вентиляции градиент намного меньше давления О2 в альвеолах и в трахее, чем при низких уровнях легочной
вентиляции. Выигрыш в градиенте давления О2 имеет решающее значение для высокогорной адаптации, так как
позволяет поддерживать в условиях данной атмосферы максимально возможное О2 в альвеолах.

19. Адаптация (кратковременная) со стороны дыхательной системы

На высотах более 3000 м ритм дыхания может нарушаться и возникает так
называемое периодическое дыхание. Оно проявляется чаще ночью, во
время сна. При этом происходит снижение легочной вентиляции, влекущее
за собой еще большее падение насыщения крови О2. Существуют разные
мнения относительно механизма возникновения периодического дыхания.
Появление выраженных нарушений ритма дыхания в начальный период
пребывания в горах свидетельствует о том, что устойчивая
высокоэффективная адаптация к гипоксии еще не достигнута.
Адаптация
(кратковременная)
со стороны
дыхательной
системы
Многие исследователи отмечают уменьшение жизненной
емкости легких (ЖЕЛ) как при острой, так и при хронической
гипоксии. Снижение ЖЕЛ сопровождается изменением всех
составляющих ее компонентов: резервные объемы вдоха и
выдоха уменьшаются, дыхательный же объем возрастает.
Интересно, что после возвращения с гор функциональный
остаточный объем легких в течение многих дней остается
повышенным.

20. Адаптация (кратковременная) со стороны дыхательной системы

• В результате следует отметить, что порог реакции дыхания, равно как и
степень роста легочной вентиляции, при гипоксии варьирует у различных
людей в широком диапазоне. Это весьма существенно, так как определяет
значительные индивидуальные колебания при гипоксии альвеолярного
раСО,раО2 и артериальногораСО2,раО2 парциального давления газов, а
такжеSaО2. В результате индивидуальных колебании на одной и той же
высоте при равном снижении рО2 во вдыхаемом воздухе у различных
практически здоровых людей уровень гипоксемии и уровень гипокапнии
оказываются неодинаковыми.
• Индивидуальное многообразие проявления адаптивных сдвигов системы
дыхания при гипоксии обусловлено многими факторами:
индивидуальными особенностями нервной регуляции дыхания;
различной чувствительностью хеморецептивных образований и самого
дыхательного центра к изменениямраСО2 и раО2.

21. Адаптация (долговременная) со стороны дыхательной системы

В процессе длительной адаптации к
гипоксии происходит приспособление
и к гипокапнии. При этом отмечается
тенденция к росту рАО2, т. е. к
сохранению более высокого уровня
кислородного снабжения организма.

22. Морфофункциональные особенности коренных жителей высокогорья (высокогорный адаптивный тип)

• Равномерность альвеолярной вентиляции всех долей легкого,
оптимальные режимы вентиляционно-перфузионных
отношений и высокие диффузионные способности альвеол
позволяют аборигену гор менее интенсивно вентилировать
легкие.
• Большая кислородная емкость крови и высокое сродство
гемоглобина к кислороду создают условия для умеренной
активности сердечно-сосудистой системы. Необходимый запрос
организма по кислороду удовлетворяется за счет лучшей
утилизации О2в тканях благодаря более эффективной
организации биофизических механизмов клеточного
метаболизма.
• Из морфологических характеристик у коренных жителей гор
указывают на обусловленное повышенным основным обменом
более массивное телосложение. Крупная грудная клетка
сочетается с более высокой ЖЕЛ. Относительное увеличение
длинных костей скелета связывают с гипертрофией костного
мозга, которая соотносится с повышенным эритропоэзом.
• Для большинства высокогорных популяций характерно
замедление ростовых процессов и сроков полового созревания.