У человека особые отношения с высотой. Она если не манит, то укоризненно ждет. Почему-то быть наверху всегда лучше, там достижения и успех. Кажется, это просто метафора, ведь подъем всегда сопряжен с усилием. Но ведь оказаться на глубине – это тоже опасно и трудно, как трудно и разгоняться до высоких скоростей. Тем не менее, мы не достигаем «больших глубин в своем деле», у нас не бывает «широких моральных принципов» или «тяжелой моды». Нам хочется быть выше, и мы все понимаем, что на высоте другие требования: в них либо душа, либо тело ведет себя не по плану.
Это касается не только горных восхождений. Жители 30-го этажа находятся в иных условиях, чем обитатели пятого, и не только потому, что в первом случае это элитный небоскреб, а во втором – «хрущевка». Например, с точки зрения экологии лучше не селиться выше шестого этажа, чтобы не жить вровень с заводскими и фабричными трубами. Также на высоте повышаются вибрация зданий и сила инфразвука, которым полна атмосфера, – человек не чувствует ни того, ни другого, но влияние на организм все-таки происходит. Как минимум, ощущается беспричинное беспокойство, но может и появиться звон в ушах или тошнота, расстроиться работа органов. Но это крайние случаи, которые происходят не со всеми. Судя по результатам исследования ученых из Бернского университета, опубликованным в 2013 году в European Journal of Epidemiology, на высоте жизнь, наоборот, налаживается. Специалисты изучали статистику смертности в зависимости от этажей, на которых жили «подопытные» – полтора миллиона швейцарцев в 2000–2008 годах. Оказалось, что обитатели первого этажа умирают на 22 % чаще, чем живущие на восьмом и выше. Внизу люди на 35 % больше рискуют умереть от сердечной недостаточности и на 40 % – от респираторного недуга. «Высотники» только в окно выходят чаще. Может, до отчаянного шага их доводит невидимый инфразвук, а может, и психологические причины. Как выяснил американский психолог Роберт Гиффорд (его статья «Последствия жизни в небоскребах» опубликована в журнале Architectural Science Review в 2007 году), обитатели высоток более одиноки, чем жители малоэтажных домов. Они меньше общаются друг с другом, а детей не отпускают играть во двор – потому что как за ними уследишь с такой высоты?
ЕЩЕ ОДНА ВЫСОТА, на которую может забраться обычный человек без альпинистских амбиций, – высота полета на воздушном судне: в среднем это десять километров, больше, чем Эверест. Конечно, в самолете, по сравнению с реальностью восхождения, райские условия, даже в экономклассе. Но вот давление там все равно соответствует тому, что будет на высоте 1500–2500 м над уровнем моря. Отсюда риск гипертонического криза и даже развития сердечного приступа. Также при долгом сидении возникает риск так называемого самолетного тромбоза. Кровообращение в ногах замедляется, кровь густеет, сосуды сужаются. Вероятность образования тромбов не только растет, но и сохраняется еще полгода после приземления. Это угрожает не каждому, а только одному пассажиру из 6000. Но даже этот невезунчик может снизить риск несложной профилактикой – иногда вставать и прогуливаться по салону.
НО САМЫМ СЕРЬЕЗНЫМ испытанием высота становится для тех, кто идет в горы. Сложность в том, что это испытание не только характера, но и тела, поведение которого в нескольких километрах над уровнем моря трудно предсказать. Речь идет о горной болезни. Ее еще зовут высотной, но все-таки это не совсем синонимы. Высотная болезнь может настигнуть вас и в корзине воздушного шара, и под крылом дельтаплана – это будут последствия недостатка кислорода. В случае с горной болезнью к нему добавляются усталость, обезвоживание, жестокий ультрафиолет, перепады температур и т. д.
Для разных людей высота развития горной болезни неодинакова. Кто-то страдает, поднявшись на 2000 м, а отдельные личности и на 4000 м – почти как огурчики. Среднестатистические «равнинные» люди чувствуют влияние высоты на 2000–3000 м, а если подъем тяжелый – то и ниже. На отметке 4000 м даже здоровяки ощущают недомогание, а у 15–20 % будет горная болезнь во всей красе. Что происходит в это время с организмом?
ЧАСТО МОЖНО УСЛЫШАТЬ, что на высоте в воздухе мало кислорода. На самом деле с содержанием кислорода все хорошо, а не хватает на высоте давления. Воздух становится менее плотным, и ваш обычный вдох приносит меньше кислорода, чем в привычных условиях, на уровне моря. Потребности организма в кислороде при этом не снижаются, а, наоборот, возрастают – вы ведь совершаете активную физическую работу, да еще и тащите рюкзак. Развивается кислородная недостаточность – гипоксия. Организму ничего не остается, кроме как подстраиваться под ситуацию, чтобы не умереть и экономно расходовать ресурсы. Для этого он начинает дышать чаще и глубже, чтобы «добрать» кислорода, а сердечно-сосудистая система, стремясь доставить его всем органам, начинает ускорять пульс, увеличивать давление и объем крови. В скелетных и сердечных мышцах «просыпается» миоглобин – белок, который создает резерв кислорода как раз на случай гипоксии.
Поскольку человек учащенно дышит, то он и больше выдыхает. В крови уменьшается содержание углекислого газа, который необходим в том числе и для того, чтобы возбуждать в мозге дыхательный центр. При бодрствовании мы не забываем совершать вдохи, но стоит нам задремать, сознание снижает контроль, и возникает апноэ – остановка дыхания на несколько секунд. Из-за нехватки CO2 дыхательный центр «не понимает», что надо вдохнуть, – но потом из-за недостатка O2 «спохватывается», и человек начинает дышать чаще. Проснуться из-за того, что задыхаешься, – довольно страшно, тем не менее, это здоровая реакция на высоту 2000–3000 м. Организм как может справляется с нехваткой кислорода.
Мешок Гамова — это специальная камера, в которую помещается пострадавший от горной болезни. Когда мешок надувается, в нем повышается давление и увеличивается концентрация кислорода, что создает эффект понижения высоты. Фото: Reuben Tabner, www.k2warszawa.weebly.com
ЕСЛИ ВЫ ПРОДОЛЖИТЕ подниматься дальше, этого «аврального режима» будет уже недостаточно. Гипоксия начнет нарастать, артериальная кровь – нести все меньше кислорода. Именно с этим связаны самые серьезные проявления горной болезни. Нарушается пищеварение: выделяется меньше желудочного сока, хуже всасываются вода и питательные вещества, возникает диарея, есть не хочется из-за тошноты (так что люди быстро худеют). Ухудшается зрение: становится труднее фиксировать взгляд, определять расстояние. Психика не отстает и начинает подсовывать невидимых спутников, подбрасывать странные идеи, внушать мысли о могуществе или полном бессилии. Ткани мозга и легких наиболее уязвимы: в них недостаток кислорода провоцирует отек.
Говоря обобщенно, из-за химических процессов, связанных с гипоксией, в капиллярах повышается давление и усиливается проницаемость стенок: жидкие компоненты крови начинают просачиваться в межклеточное пространство и буквально заливают его. Ситуацию усугубляет холод, а также горизонтальное положение, поэтому отек чаще развивается ночью. В легких из-за него сокращается полезный объем – они работают «вполсилы». Отек мозга проявляется как сильнейшее опьянение: человека рвет, у него шумит в голове, он с трудом говорит и передвигается. Именно отек легких или мозга – самая распространенная «мирная» причина гибели на высоте. Легкие просто «забиваются» вспененной жидкостью, а в голове обезвоженный мозжечок врезается в ствол спинного мозга.
Протекание горной болезни зависит от вашей подготовки. Фото: www.bazhopol.ru
ЕСТЕССТВЕННО, ВСЕ ЭТО возникает не в один момент и не у каждого. Появление и протекание горной болезни зависит от вашей физической и моральной подготовки, поведения на высоте и индивидуальных особенностей, даже возраста и пола (условный юноша хуже перенесет гипоксию, чем условная женщина средних лет). И, конечно, высоты.
Кроме одышки, на высоте 2500–3500 м человек может ощущать головокружение и вялость, у некоторых наоборот появляется эйфория, которая потом превращается в апатию. Если остановиться на этой высоте, то через несколько дней симптомы проходят, организм приспосабливается.
Боязнь высоты считается одним из «универсальных», инстинктивных страхов, с которыми мы рождаемся. Еще в 1961 году американские ученые Гибсон и Уолк разработали метод «визуального обрыва», чтобы исследовать, как младенцы воспринимают глубину. Малыши в их экспериментах уверенно ползали по непрозрачным поверхностям, которые с определенного места заменялись прозрачными стеклянными панелями. Дети доползали до этой границы и останавливались, не желая двигаться дальше. Много лет этот момент был подтверждением врожденного страха высоты. Однако недавнее исследование группы американских ученых, результаты которого опубликованы в статье Fear of Heights in Infants? (журнал Psychological Science, 2014 г.), показало, что младенцы, конечно, избегают высоты, но не проявляют автоматического страха. Он приобретается позже, вместе с жизненным опытом.
4000–5000 м приносят ухудшение самочувствия: болит и кружится голова, появляются жажда, тошнота и рвота, становится трудно заснуть, а во сне человек задыхается.
На высоте 5000–7000 м во всем теле слабость и тяжесть, голова трещит и кружится. Сил совсем не остается – работоспособность сокращается до 15 % от той, что была внизу. Усиливаются жажда и желудочно-кишечные расстройства, может пойти кровь из носа и легких. Оставаться на этой высоте более трех дней опасно для жизни.
ГОРНАЯ БОЛЕЗНЬ КОВАРНА, но и ее можно опередить – если готовиться к восхождению, симптомы будут переноситься легче, а адаптация к высокогорью пройдет быстрее. Для этого надо тренировать выносливость (например, бегать кроссы), чаще бывать в горах, особенно зимой. А уже наверху нужно в первые несколько дней избегать тяжелых походов, пить больше воды, есть углеводы, принимать витамины и как следует отдыхать перед серьезным подъемом. Есть и специальные «мобилизующие» медикаменты. Среди них даже многогранная виагра, которая улучшает кровообращение. Недавно группа израильских ученых под руководством Эли Шварца экспериментально установила, что альпинисты, которые принимают виагру, в несколько раз снижают для себя последствия горной болезни. Исследования проходили в Африке, во время восхождений на вулкан Килиманджаро (5895 м) и гору Кению (5199 м).
Перуанский город Ла-Ринконада обогнал Потоси – он находится в Андах на высоте около 5100 м над уровнем моря. Это высочайший населенный пункт на земле. Местные жители добывают золото. Фото: Albert Gonzalez Farran, www.flickr.com
ЕСЛИ БЫ ГОРНАЯ БОЛЕЗНЬ была единственным спутником покорителя вершины, в горы поднимались бы только отдельные безумцы с отключенным инстинктом самосохранения. Но в мире не переводятся альпинисты, все они не могут жить без гор, а в обычной жизни не выглядят как жертвы тяжелой болезни. Во время адаптации к высоте в организме происходит и много хорошего. В легких, сердце и мозге разрастается сеть капилляров. Вырабатывается больше ферментов, увеличивается количество рецепторов. Активизируется выработка эритроцитов, которые разносят кислород по организму. Ради всего этого спортсмены периодически выезжают на сборы в горах. А коренные жители высокогорья вообще не знают высотных проблем, да еще и славятся своим здоровьем и долголетием. Их организм адаптируется к высоте с самого появления на свет – маленькие горцы «по праву рождения» выносливее своих равнинных сверстников, а среди пожилых много крепких долгожителей. Дело тут не только в кислородной тренировке: в высокогорных семьях дети уже рождаются с большим количеством эритроцитов в крови, с легкими, готовыми к гипоксии. Интересный пример – история испанских переселенцев в Потоси (Боливия). Этот город, появившийся в XVI веке, был одним из первых в Новом Свете и одним из самых развитых в мире – все благодаря богатому месторождению серебряной руды, обнаруженному колонистами. Реки серебра текли отсюда по всему свету, возвращаясь реками денег, так что испанцам было ради чего переезжать за океан. Одна беда: в испанских семьях в Потоси умирали все новорожденные. Причина – высокое расположение города, 3900 м над уровнем моря. Испанские младенцы не выдерживали гипоксии и гибли, шансы выжить оставались только у малышей от смешанных браков. Со временем адаптация все же произошла, и потомки испанцев живут и здравствуют в современном Потоси (уже захолустном, потому что серебро давным-давно иссякло). Теперь их кровь, как и индейская, тоже на треть богаче кислородопереносящим гемоглобином, чем кровь равнинных жителей.
НО ВОТ У ЖИТЕЛЕЙ ТИБЕТА, например, гемоглобин на равнинном уровне, зато скорость и объем кровотока выше. И это тоже обусловлено генетически, причем тибетцы унаследовали такую особенность от древнего человека 30–40 тыс. лет назад. Это обнаружила международная группа ученых во главе с американцем Расмусом Нильсеном.
Уникальная последовательность гена EPAS1, которая помогает 90 % жителей Тибета избежать избытка эритроцитов при гипоксии, практически ни у кого больше не встречается – разве что у редких представителей китайской народности хань. Однако она была у людей, вымерших тысячелетия назад, – у денисовцев. Нильсен и его команда предположили, что когда-то они скрещивались с тибетцами, – иначе такое сходство не объяснить. Статья на эту тему (Altitude adaptation in Tibetans caused by introgression of Denisovan-like DNA) опубликована в журнале Nature в 2014 году. Что любопытно, сами денисовцы не были высокогорными людьми – возможно, «горный ген» помогал им как-то иначе, например, избежать вязкости крови из-за холодов.
В горных селениях активны не только люди, но и животные. Фото: Abduljabbar Zeyad / Reuters, www.theatlantic.com
НЕ ВСЕМ ГОРЦАМ ТАК ПОВЕЗЛО, как тибетцам: например, у обитателей Анд или кавказских гор свои варианты EPAS1. Но в любых горах люди живут дольше. Помимо большей выносливости, горцы лучше застрахованы от развития ишемической болезни сердца – это выяснили ученые из Университета Колорадо и Гарвардской школы глобального здравоохранения. И они же установили, что организм горного жителя производит много витамина D: он помогает сердцу и мешает образованию раковых клеток.
Горцы дышат по-настоящему чистым воздухом – ведь все вредные примеси оседают у нас, внизу. Также в горных селениях люди очень активны физически – к этому их обязывает не только сложный рельеф, но и род занятий. Большинство горцев живут сельским хозяйством и животноводством. Это и в долине требует постоянного труда, а в горах приходится бороться за каждый клочок земли и расширять его – например, обустраивать и поддерживать горные террасы. Ну а диета горцев как будто списана из учебника: порции скромные, рацион состоит из овощей, фруктов, злаков и молочных продуктов, мясо – изредка, вода – часто из минеральных источников. Люди, живущие в горах, доказывают, что даже в сложных условиях можно дружить с природой, а не ежедневно ее покорять.
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.
