Гемоглобин при горной болезни
Горная болезнь – это патологическое состояние, обусловленное снижением насыщения крови кислородом, развивающееся при пребывании на значительной высоте. Клинические проявления складываются из признаков дыхательной недостаточности, поражения головного мозга, системы кровообращения и желудочно-кишечного тракта. Диагноз выставляется на основании клинических симптомов, связанных с подъёмом на существенную высоту. Лёгкие проявления могут купироваться самостоятельно. В тяжёлых случаях показана посиндромная патогенетическая терапия с последующим экстренным спуском пострадавшего.
Общие сведения
Горная (высотная) болезнь развивается из-за снижения парциального давления атмосферных газов во вдыхаемом воздухе. При подъёме на высоту от 3000-4000 метров острая горная болезнь возникает у 10-20% поднявшихся, свыше 4500-5000 м – у 100%. Её тяжёлые проявления встречаются у 1-4% находящихся на высоте. 8000 метров над уровнем моря считается смертельной зоной. Пребывание в таких условиях без специального снаряжения ограничивается 1-2 сутками. Заболеванию больше подвержены жители равнинной местности, низин. У части коренного населения высокогорья, постоянно проживающего от 3000 м выше уровня моря, развивается хроническая высотная болезнь.
Горная болезнь
Причины
Основной причиной развития патологического состояния является кислородное голодание. Снижение парциального давления кислорода в разрежённом горном воздухе вызывает гипоксемию. Благодаря компенсаторным возможностям человеческий организм в течение определённого временного периода способен адаптироваться к высотным условиям. Возникновение и тяжесть болезни обусловлены следующими факторами:
- Высота подъёма. На промежуточных и больших высотах (от 1500 до 3500 метров) заболевание возникает при быстром подъёме. Практически каждый, поднявшийся на очень большую высоту (3500-5800 м), страдает от последствий гипоксемии. Период акклиматизации составляет 2-6 дней. Длительное нахождение на экстремальных (выше 5800 м) высотах невозможно, полная адаптация не происходит.
- Климат и погодные условия. Заболеваемость выше в условиях влажного и холодного климата. Горная болезнь чаще встречается в зимнее время года. Дополнительное неблагоприятное воздействие на организм оказывают перепады дневной и ночной температуры воздуха и сильный порывистый ветер.
- Индивидуальные качества. На частоту возникновения и тяжесть течения высотной болезни влияют уровень тренированности, физическое и психоэмоциональное состояние, устойчивость к гипоксии. Мужчины хуже переносят кислородное голодание. Молодые люди больше подвержены отрицательному воздействию разрежённой атмосферы.
Физическое перенапряжение, обезвоживание и неправильное питание, избыточный вес, нарушения сна провоцируют развитие заболевания на сравнительно низких высотах. Кровопотеря, простуды, обострение хронических болезней, употребление алкоголя и кофе усугубляют кислородную недостаточность и способствуют возникновению отёка лёгких и (или) головного мозга.
Патогенез
Механизм развития обусловленного пребыванием на высоте патологического состояния недостаточно изучен. Кислородная недостаточность приводит к тканевой гипоксемии. Организм стремится компенсировать это состояние, включаются механизмы адаптации. Усиливается вентиляция – дыхание учащается, становится глубже. Увеличивается сердечный выброс, ускоряется ритм. В кровоток выбрасываются депонированные в печени, селезёнке и красном костном мозге эритроциты и другие клетки крови. Организм привыкает к дефициту кислорода, происходит акклиматизация.
Если гипоксия нарастает, резервы человеческого тела истощаются. Органы и системы повреждаются на клеточном уровне. Развиваются необратимые изменения. Повышается проницаемость клеточных мембран. Происходит активация апоптоза – запрограммированной гибели клеток. Наиболее уязвимыми органами являются головной мозг и альвеолярная лёгочная ткань. Недостаток кислорода наряду с развивающейся на фоне гипервентиляции гипокапнией оказывают повреждающее действие на нервную систему. Появляется неврологическая симптоматика. Увеличение проницаемости сосудистой стенки приводит к отёку мозга. Нарушение газообмена, застой в малом круге кровообращения способствуют развитию отёка лёгких.
Классификация
По степени тяжести горная болезнь бывает лёгкой, среднетяжёлой и тяжёлой. Выраженность клинической симптоматики зависит не только от высоты и компенсаторных возможностей организма. Большое значение имеет скорость подъёма. При быстром восхождении организм не успевает акклиматизироваться. Происходит повреждение органов и тканей. В зависимости от скорости развития и тяжести проявлений заболевания выделяют следующие формы болезненного состояния, возникающего на высоте:
- Острейшую. Развивается в течение нескольких минут после подъёма. Возникает при попадании на большую высоту с помощью авиатранспорта, разгерметизации кабины самолёта, быстром восхождении. Протекает крайне тяжело.
- Острую. Признаки недомогания появляются в течение 6-12 часов. Возникает из-за быстрого подъёма, а также на очень больших и экстремальных высотах. Тяжесть течения зависит от адаптационных способностей организма.
- Подострую. Развивается постепенно в течение недели при правильном медленном восхождении. Клиническая картина схожа с проявлениями острого состояния.
- Хроническую. Такая форма болезни характерна для постоянно или длительно проживающих в высокогорье. Заболевание протекает медленно и относительно благоприятно.
Симптомы горной болезни
Признаки патологического состояния, возникающего в разрежённой горной атмосфере, разнообразны. Они зависят от того, какая система человеческого организма пострадала больше. К частым проявлениям высотной патологии относится интенсивная головная боль, усиливающаяся при физической нагрузке и в горизонтальном положении. Её сопровождают головокружение, мелькание «мушек» перед глазами. Присутствует ощущение выраженной слабости и усталости. Привычные нагрузки даются с трудом. Сон становится беспокойным, прерывистым с тревожными сновидениями. Появляется одышка, учащение сердечных сокращений, ощущение сердцебиения. Нередко присутствуют давящие загрудинные боли. Снижается аппетит, присоединяются тошнота с рвотой или без, метеоризм. Мочеиспускание становится редким, порции мочи – малыми.
Горная болезнь лёгкой степени проявляется головной болью, одышкой, сердцебиением при физическом и психоэмоциональном напряжении, переохлаждении. Для среднетяжёлого течения характерно наличие признаков болезни в состоянии покоя. Присоединяются нарушения зрения и слуха. Меняется характер, появляются раздражительность, признаки депрессии. Иногда, наоборот, присутствуют эйфория, возбуждение. Симптомы заболевания в лёгкой и среднетяжёлой форме постепенно ослабевают или усиливаются за несколько дней–недель.
Тяжёлое течение высотной патологии проявляется резким нарастанием одышки, кашля, нередко осложняющегося кровохарканьем или лёгочным кровотечением. Постоянная мучительная головная боль усиливается при малейшем движении. Значительно нарастает общая слабость. Больной становится вялым, апатичным, заторможенным. Нарушаются мыслительные процессы. Появляются галлюцинации и судороги. При дальнейшем прогрессировании процесса наступает кома.
Осложнения
При правильном оказании медицинской помощи и неотложном спуске вниз горная болезнь обычно регрессирует, и наступает выздоровление. К осложнениям заболевания относятся высокогорный отёк лёгких и высокогорный отёк головного мозга. Реже развивается острая почечная и печёночная недостаточность, миокардиодистрофия. В условиях высоты, без лечения эти состояния неминуемо приводят к гибели больного. Вследствие длительного кислородного голодания у жителей высокогорья формируется хроническое лёгочное сердце, нарушаются функции дыхания и кровообращения.
Диагностика
Уметь распознать неблагоприятное влияние гипоксии должен не только представитель спортивной медицины, но и любой совершающий восхождение. Диагноз выставляется по клиническим данным. Существует простой опросник, помогающий определить наличие патологического процесса. Учитывается присутствие головной боли, головокружения, нарушения сна и функций пищеварительной системы, снижение работоспособности. При осмотре выявляется шаткость походки, нарушение координации движений. Наблюдается бледность или цианоз кожных покровов. Спортивный врач альпинистского лагеря с целью уточнения диагноза выполняет:
- Физикальное исследование. При аускультации в лёгких могут прослушиваться сухие и влажные разнокалиберные хрипы. Наблюдаются учащение частоты сердечных сокращений, нарушения ритма. Иногда определяются расщепление первого тона на верхушке сердца, раздвоение второго тона над аортой.
- Электрокардиографию и пульсоксиметрию. На ЭКГ выявляются признаки перегрузки правых отделов сердца, тахикардия, экстрасистолия, нарушения проводимости и ритма. С помощью пульсоксиметра определяется уровень гипоксии. Насыщение крови кислородом ниже 90% свидетельствует о среднем или тяжёлом течении заболевания.
В ближайшем медицинском учреждении пострадавший осматривается терапевтом, неврологом, при необходимости – реаниматологом. Дополнительно выполняются рентгенологическое исследование или КТ органов грудной клетки, лабораторные анализы. Высотную болезнь следует дифференцировать с пневмонией, инфекционными заболеваниями, кардиогенным отёком лёгких, алкогольным опьянением.
Лечение горной болезни
Первая помощь осуществляется в порядке преобладания той или иной симптоматики в зависимости от степени тяжести заболевания. Пациенту с легко протекающим патологическим состоянием запрещается дальнейшее восхождение, рекомендуется покой, сбалансированное питание, витаминизированное питьё до окончания периода акклиматизации. Если за 3 дня улучшение не наступает, пострадавший подлежит эвакуации вниз. При тяжёлом и среднетяжёлом течении заболевания необходимо применять:
- Оксигенотерапию. Вдыхание увлажнённого кислорода позволяет временно компенсировать состояние. Уменьшается или полностью купируется головная боль. Стабилизируется нервная система. Улучшается газообмен, восстанавливается дыхание. При подозрении на развитие отёка лёгких следует применять кислород с пеногасителем.
- Кортикостероидные гормоны. Обладают способностью стабилизировать клеточные мембраны. Уменьшают местные и системные последствия воспалительной реакции, вызванной повреждающим действием гипоксии. Эффективны при любом жизнеугрожающем осложнении острой гипоксемии.
При необходимости назначаются кардиотропные препараты, диуретики, антибактериальные средства. Пациенты подлежат экстренному спуску в предгорье. По-возможности, эвакуация должна осуществляться с помощью транспортных средств. Для дальнейшего патогенетического лечения больные госпитализируются в отделение терапии, неврологии или реанимации.
Прогноз и профилактика
После своевременной эвакуации горная болезнь быстро регрессирует. Функции организма восстанавливаются полностью и без последствий. Отсутствие медицинской помощи, дальнейшее пребывание высоко в горах могут стать причиной гибели пострадавшего. Хроническая горная гипоксия приводит к лёгочно-сердечной недостаточности с постепенным ухудшением качества жизни и инвалидизацией больного.
В профилактических целях необходимы тренировки. Перед первым восхождением требуется специальная подготовка. Для акклиматизации подходит горная местность с промежуточными высотами. Организуется постепенный, медленный подъём. Участники экспедиции должны быть ознакомлены с симптомами заболевания, факторами риска, правилами оказания само- и взаимопомощи. Для подъёма на экстремальные высоты рекомендуется использовать кислородные маски. Спортсмены, совершающие восхождения, подлежат регулярным профилактическим медицинским осмотрам.
Оглавление темы “Дыхательный центр. Дыхательный ритм. Рефлекторная регуляция дыхания.”: Горная болезнь. Причины ( этиология ) горной болезни. Механизм развития ( патогенез ) горной болезни.Начиная с высоты 3,5 км над уровнем моря в артериальной крови человека уменьшение напряжения 02 в плазме крови происходит как за счет падения фракции физически растворенного 02, так и за счет понижения насыщения гемоглобина кислородом. При снижении насыщения артериальной крови кислородом до 80—85 % у человека появляются признаки недостаточности дыхания, которые проявляются головокружением, увеличением частоты сердцебиений, слабостью, вплоть до потери способности мышечной деятельности, или обморочным состоянием. Явления дыхательной недостаточности, как правило, возникают внезапно и исчезают при отдыхе, но могут вновь появиться при возобновлении восхождения на высокую гору в результате мышечной деятельности. Указанный комплекс симптомов получил название горной болезни.
При выраженной гипоксии (4000 м и выше над уровнем моря), когда напряжение кислорода в артериальной крови достигает 50 мм рт. ст. и менее, возникает метаболический ацидоз ткани мозга в результате активации анаэробного гликолиза. Как следствие, уменьшается рН внеклеточной жидкости мозга. Повышение концентрации водородных ионов во внеклеточной жидкости мозга стимулирует центральные хеморецепторы, что обусловливает первоначальное существенное увеличение вентиляции легких. Однако выраженная гипоксия оказывает угнетающий эффект на вентиляцию легких двумя механизмами. Во-первых, гипоксия может прямо угнетать нейронную активность дыхательного центра и таким образом усугублять степень дыхательной недостаточности у человека, восходящего на высокую гору. Во-вторых, гипоксия вызывает усиление кровотока в сосудах мозга под влиянием низкого напряжения 02 в крови. Этот механизм способствует повышению кислородного снабжения ткани мозга человека в условиях выраженной гипоксемии. Однако усиление мозгового кровотока повышает скорость газообмена С02 между межклеточной жидкостью мозга и кровью и вызывает снижение напряжения С02 в ткани мозга, а следовательно, уменьшение стимулирующего влияния центральных хеморецепторов на дыхательный центр и снижение вентиляции легких. Этот механизм вызывает нарастание степени артериальной гипоксемии, и в условиях пониженного парциального давления 02 в атмосферном воздухе у человека увеличивается дыхательная недостаточность. При высокой степени развития горной болезни у человека ее проявления становятся опасными для жизни. Проявление крайней физической слабости и угнетение функциональной активности ЦНС могут быть настолько велики, что пострадавший без посторонней помощи не в состоянии принять меры защиты против грозящей ему смертельной опасности. Аналогичные явления дыхательной недостаточности могут возникнуть у людей при воздушных полетах на большой высоте, если происходит разгерметизация летательного аппарата. При понижении барометрического давления до величин, вызывающих снижение насыщения артериальной крови кислородом до 50—45 %, у человека под влиянием гипоксии наступает смерть. – Также рекомендуем “Дыхание человека при повышенном давлении воздуха. Дыхание при высоком атмосферном давлении. Кесонная болезнь. Газовая эмболия.” |
Только люди с повышенным уровнем гемоглобина в крови страдают так называемой горной (или высотной) болезнью. И причина тому – отсутствие в геноме человека определенного набора генов. У жителей же горных районов, как говорится, все хромосомы на месте и уровень гемоглобина нормальный. Вот почему британские ученые, проводившие масштабное исследование среди таких людей уверены, что, например, тибетцы прошли естественный отбор. О том, кому и по какой причине покоряются горные вершины, расскажем в следующей статье.
Обойдемся без гемоглобина
Жители Тибета не страдают горной болезнью и сопутствующим сгущением крови, так как являются носителями измененного гена, не позволяющего организму повышать уровень гемоглобина в условиях кислородного голодания, как это происходит у обычных людей. Однако как «горные люди» умудряются сохранять активность, испытывая недостаток кислорода в крови и тканях, ученым понять пока не удалось.
Жизнь в высокогорьях – вещь, почти недоступная жителям равнин. Кроме пониженного давления, живые организмы испытывают острый недостаток кислорода. Со значительным снижением давления мы автоматически перемещаемся в другое сечение фазовой диаграммы любого процесса, например, вода начинает кипеть не при 100 градусах по Цельсию, а ниже.
Обычные люди испытывают в горах гипоксию (недостаток кислорода), переохлаждение, обезвоживание организма, страдают от избытка ультрафиолетового излучения и резких перепадов температуры (до 50 градусов в течение одних суток). А вот постоянные обитатели высокогорий, например непальские шерпы – легендарные проводники к Эвересту, живут на высоте более трех тысяч метров всю жизнь и сохраняют неплохое здоровье.
Меньше месяца назад в Science была опубликована работа, утверждающая генетическую природу адаптации человеческого организма к суровым условиям высокогорья. А в последнем номере Proceedings of the National Academy of Sciences международный коллектив ученых сообщает, какой именно участок генома ответственен за «высокогорность» организма и нормальное содержание гемоглобина в крови.
Генетическая варианта, связанная с низким содержанием гемоглобина в крови, объясняет успешность существования жителей Тибета в обедненном кислородом воздухе. Ученые из Китая, Англии, Ирландии и США выяснили, что за 10000 лет существования высоко в горах геном людей изменился по сравнению с их равнинными родичами.
«Высота и связанное с нею кислородное голодание влияет на мыслительный процесс, дыхание, сон. Однако у жителей высокогорий таких проблем нет. Они живут в этих условиях комфортно, сохраняя хорошее здоровье», – отметила Синтия Билл из Кливленда, первый автор работы.
Организм не приспособленных к высоте людей обычно реагирует на проблему повышением выработки гемоглобина – именно для этого спортсмены проводят тренировки общефизической подготовки в горах. Однако переизбыток гемоглобина может быть очень вредным. Именно он является признаком хронической «горной болезни» – густоты и избыточной вязкости крови.
Тибетцы в условиях высокогорья сохраняют относительно низкий уровень гемоглобина, позволяющий им лучше других людей противостоять суровым условиям. На высотах до четырех тысяч метров жители Тибета могут жить без существенного изменения уровня гемоглобина, которое происходит у обычных людей в таких условиях.
Ученые собрали пробы крови у около 200 жителей тибетских деревень в трех высокогорных регионах Гималаев, чтоб исследовать степень их генетических изменений. Образцы ДНК из этой крови они сравнили с ДНК жителей близлежащих равнинных территорий Китая. Выяснилось, что все жители высокогорья имели одну общую особенность – ген EPAS1 на хромосоме 2, задействованный в производстве эритроцитов и регуляции гемоглобина в крови.
Изначально авторы работали отдельно, но в марте 2009 года в Дареме они встретились и объединили свои результаты. «Часть из нас изучали полную ДНК тибетцев, другие концентрировались на отдельных группах генов. Когда мы сравнили наши результаты, выяснилось, что оба пути привели к одной и той же точке – гену EPAS1», – объяснил Питер Роббинс из Оксфорда, один из авторов работы.
Все люди являются носителями копии гена EPAS1, однако у тибетцев он немного изменен. На протяжении эволюции жителей высокогорий именно носители измененной копии гена лучше приспосабливались к суровым условиям среды и с большей вероятностью имели потомство и передавали этот ген по наследству. В конце концов, к настоящему периоду измененная копия гена стала общей чертой почти всего населения высокогорий Тибета.
Это исследование стало первым подтвержденным анализом генетического отбора среди жителей Тибета. Работа продолжается, и теперь за нее взялись медики. Исследователи пытаются понять, как тибетцы могут сохранять высокий уровень активности и хорошее здоровье, несмотря на недостаток кислорода в воздухе, крови и, как следствие, в тканях тела. Все дело в неизменности уровня гемоглобина в крови.
Ген снижения гемоглобина – лишь вершина айсберга. Синтия Билл и ее коллеги ранее установили, что низкий уровень снабжения кислородом крови жители высокогорий компенсируют интенсивным кровотоком, стимулируемым оксидами азота. Если генетический механизм приспособления тибетцев к недостатку кислорода будет найден, то теоретически можно будет предсказать, кто из туристов, собирающихся в горы, будет наиболее сильно подвержен горной болезни, отмечают ученые.
Предпосылки для такой работы есть и на «равнинах», где люди также страдают из-за низкого содержания кислорода в крови, например из-за проблем с легкими или сердцем. Некоторые из пациентов при этом справляются с этой проблемой аномально хорошо. Так или иначе, причины стойкости жителей высокогорий перед суровыми условиями окружающей среды пока неизвестны, и нам нужно ждать дальнейших результатов исследований.
Автор: Александра Борисова
По материалам:
www.gazeta.ru