Проблематика на височинният алпинизъм

ПРОБЛЕМАТИКА НА ВИСОЧИННИЯТ АЛПИНИЗЪМ

Кислородът съществува в атмосферата и алвеолите като свободен газ, в кръвта е свързан химически в по-голямата си част с хемоглобина, който е транспортен носител в червените кръвни телца и допълнително се разтваря малка част в кръвната плазма.

Намали ли се парциалното налягане на кислорода при изкачване на височина,се изравнява кислородното налягане между въздуха в алвеолите и артериалната кръв.Това възпрепятства насищането на хемоглобина със 100% кислород. На 8800м. артериалното насищане с кислород е само 42% от стойността на насищане на морското ниво /О.Йолц, 1979/. Ограниченото намаляване на кислородоотделянето от артериалната кръв към тъканите, води до намаляване обмяната на веществата, т.е. към хипоксия.Тази хипоксия е следствие на

намаленото парциално налягане на кислород във въздуха, произтичащо от намаленото атмосферно налягане /К.Кръстев, И.Илиев, 1970/.

Човешкият организъм разполага с ред механизми, които при намаляване на парциалното налягане на кислород във вдишвания въздух, да увеличат приемането му и да компенсират до известна степен този недостиг.Така става възможно приспособяването.Като първа реакция дишането се учестява, става по-дълбоко и така повече въздух достига в белите дробове /Н.Сиротинин, 1930; В.Самцов, 1933; И.Дедюлин, Г.Владимиров, 1938/.

Уникален експеримент в барокамера, неповтарян до сега, са провели американските учени C.S.Houston, R.L.Riley през 1946. Наречен е операция “Еверест”. Те изследват четирима доброволци на възраст 19 – 27 г. Експеримента трае 35 дни, като 32 от тях са в барокамерата, където налягането бавно се понижава, имитирайки изкачване на височина. В началото по 600 м на ден до височина 2400м, след това по 300 м , до височина 6000м и накрая по 150 м. На 27-то денонощие е “достигната” височина 6850 м и следващите дни тя се задържа. Имитиран е шестчасов щурм при налягане 235 мм, предполагаемо за 8848 м надморска височина. Оказало се, че двама от имат нужда и им е даден кислород, другите двама дори са изпълнявали лека работа. Получени са данни за нарастване на белодробната вентилация, учестяване на пулса в покой и при работа. Парциалното налягане на кислорода в алвеоларния въздух и в артериалната кръв намалява и при четирите изследвани лица. Изменението е имало съществени индивидуални различия. Бил е направен извод, че процесът на аклиматизация представлява в същност интегрирани адаптивни действия, насочени към възстановяване на РО₂ в тъканите до нормални величини за морското равнище, независимо от намалението на този параметър във въздуха на височина /Е.Гиппенрейтер, В.Малкин, 1987/.

Е.Хилари ръководи шестмесечна ( 09. 1960 – 04. 1961) научна експедиция в Хималаите – долината Мингбо в близост до в.Еверест. На височина 5790 м е построена стабилна база наречена “Сребърната хижа”. Експедицията има за цел да изясни пределните възможности на приспособяване на човека към хронична кислородна недостатъчност. Изнесени са данни за намаляване на парциалното налягане на кислорода и състава на алвеоларния въздух на различни височини :

Н. височина	Бар.налягане	РО2	РаО2	РаСО2
0 5790 6400 7430 7830	750 380 341 300 288	150 69 62 53 50	110 45 38 34 33	38 22 21 16 1432

Хематологичните изследвания са показали наличие на макроцитоза – увеличение размера на еритроцитите, увеличение Hbг/ 100 мл от 14.1  0.70 до 19.6  0.98 , увеличение хематокрита от 43.2  2,3 до 55.8  3.3. При следващи изследвания не е забелязано нарушение в слуха и зрението. Констатирана е умора. След 3 месеца се развива апатия, натрупва се физическа и психическа умора, апетита намалява независимо от калоричната и разнообразна храна. Личното тегло на участниците намалява от 6.4 до 9 кг. Отбелязано е увеличение на денонощно отделената урина с 45%. След шестмесечния престой на 5790м, участниците в експериментите нямат физическо превъзходство над други с 4 седмична аклиматизация в последвала експедиция за изкачване на в.Макалу (8481). Приспособяването на организма към недостиг на кислород продължава през цялото време с намаляваща интензивност. Въпреки полезните реакции, отначало незабелязано, а после все по-отчетливо се забелязват признаци на изтощение на адаптационните възможности

Изследователите достигат до извода, че най-голяма височина, на която може да се живее е 5330 м , с индивидуални отклонения. За по-големи височини има оптимално време, през което се развиват полезни физиологични реакции, позволяващи на организма да се бори с кислородната недостатъчност /В.Малкин, 1987/.

През пролетта на 1963 г., алпинисти от САЩ провеждат успешна експедиция до в. Еверест по нов маршрут. Те публикуват данни от направени изследвания за увеличение на Hb:г/100 мл от 14-15 до 19- 22.

Изследвания провеждат и италианци при успешното изкачване на в. Еверест през 1973 г. В края на проявата участниците имат следните осреднени данни:

Групи изследвани	Еритроцити мм3	Hb:г/100мл	% хематокрит
Италиански алпинисти Шерпи	7,03 0,66 5,02 0,80	23,52 1,64 20,10 1,26	66,34 4,31 62,66 4,69

Очевидни са различията между алпинистите и наетите височинни носачи от племето “шерпа”, постоянно живеещи на големи височини.

През 1981 г., участника в американска спортна и научна експедиция до в. Еверест, К.Пицо за първи път взима проба на алвеоларен въздух на самия връх със специално конструирана вакуумна ампула. Установява средно ниво на РаСО₂ както следва:

8050 м - 11,0 2,0 мм

8400 м - 8,0 мм

8848 м - 7,5 мм

Намаляването на величините РаСО₂ и РаО₂ при изкачване на височина се обяснява с хипервентилация при първата и намалено парциално налягане на кислород при втората. Доказано е, че усилена хипервентилация е достатъчна да обезпечи РаО₂ на даденото ниво. В следващи изследвания се достига до заключение, че след достигане на определено ниво на РаО₂, примерно 35 мм на височина 6500 м по-нататъшно снижение не се наблюдава, въпреки изкачването нагоре. Това е един от най-важните способи за защита на организма от хипоксия на големи височини.

Активирането по рефлекторен път на външното дишане е известно като хипервентилация. Достигането на повече въздух до белите дробове има и нежелани последствия – води до увеличено

издишване на въглероден двуокис. В кръвта той е най-вече като въглена киселина и е основен регулатор на дихателния център. Получава се намаляване на киселинността на кръвта – състояние на респираторна алкалоза (Н.Сиротинин,1930).Така се повишава трайността на връзката на кислорода с хемоглобина и кислорода може да се отдаде само в утежнено състояние на тъканите – тъканна хипоксия. При по-дълъг престой на височина, алкалозата се коригира чрез отделяне на бикарбонат от бъбреците и това нормализира кислородната дисоциация (О.Йолц, 1979).

Друг механизъм на приспособяване е увеличеното кръвоснабдяване на белите дробове,което увеличава приемането на кислород.Важно действие е повишената честота и сила на сърдечните съкращения.За единица време по-голям обем богата на кислород кръв от белите дробове отива към тъканите. По данни на Т.Джарова /1990/ получени при изследвания в експедиция Анапурна – 86, учестяването на сърдечната дейност в покой, на 4740 м. е 24%, повишаването на систоличното артериално налягане е 52%, спрямо изходните данни.

Тъканната хипоксия стимулира костния мозък към увеличена продукция на червени кръвни телца.Броят им след престой от три-четири седмици на 4000 м. се повишава с около 20-25% Н.Сиротинин /1930/.Увеличението е известно като височинна полиглобулия /О.Йолц, 1979/.Съдържанието на хемоглобин в новообразуваните клетки също се повишава.Чрез тези две мерки се усилва капацитета на кислородния транспорт в кръвта.Уголеменото съдържание на диглицерофосфат в червените кръвни телца по биохимичен път води до улесняване на отдаването на кислород на тъканите. Такова увеличение не е установено при високопланинските носачи от племето Шерпа в Непал. Следователно червените кръвни телца при тях се свързват по-силно с кислорода отколкото при европейците / О.Йолц, 1979/.

Повишеният капацитет на свързване въздейства като успешно екстрадиране на кислород от вдишвания въздух до кръвта. При това без-спорно предимство се намалява своевременно отдаването на кислород до тъканите и въпреки релативно високото съдържание на последния в артериалната кръв,тъканите страдат от липсата му. Явно при шерпите има механизъм,който не е изследван , който улеснява отдаването на кислород на тъканите.Този феномен се обяснява като следствие на генетично приспособяване.Те (шерпите) живеят от векове на височина 3-4000м.,което променя наследствеността в резултат на селекция,единствена по рода си към ниско съдържание на кислород на тяхната жизнена среда.Този биохимичен процес обяснява отчасти невероятната приспособимост към височина на шерпите.

Друга позната промяна в организма на човек пребиваващ на голяма надморска височина е възможността за подобряване снабдяването с кислород чрез увеличение на капилярите в малките кръвоносни съдове.С това се постига по-добро кръвоснабдяване на мускулатурата.

Всички транспортни компенсаторни реакции на организма могат да се разделят на две групи:

I група – реакции, насочени за увеличение транспорта на кислород за сметка на усилено външно дишане, минутен обем на сърцето и поемане на кислород в кръвта.

II група – реакции, насочени към избирателно усилване на кръвоснабдяването на важни органи и тъкани, най-вече мозък и сърце. Те протичат за сметка на изменение на съдовия тонус /Е.Коваленко и кол., 1987/.

Друг интересен проблем на височинния алпинизъм е патофизиологията на височинната болест.

Описаните механизми на адаптация при изкачване на височина се развиват за 10-14 дни при 80% у хората и за 30-40 дни у 95% от тях /О.Йолц, 1979/. Влезли в действие те не са достатъчни за да се избегне тежка хипоксия. Като директно и индиректно нейно следствие е развитието на комплекс от симптоми на височинната болест. При лека форма се проявява с оплакване от главоболие, световъртеж, умора, затруднено дишане, липса на апетит, прилошаване и повръщане.

Сънят е смутен, всяко физическо действие се извършва с голямо усилие,мисловните процеси са забавени /Ю.Попов, 1930; Н.Сиротинин; 1930, В.Туранов, 1949/.

Тежките последствия при кислороден недостиг са белодробен и мозъчен оток. При първия се събира вода в белите дробове и това силно затруднява дишането, при втория мозъка набъбва от увеличено-

то съдържание на вода в мозъчните клетки,което води до нервни смущения и накрая до припадък. Двете състояния са много сериозни и е необходимо бързо сваляне на пострадалия на по-ниско, даване на кислород за вдишване, лекарства /О.Йолц, 1979/. Ако бързо не се предприемат тези мерки заболяването завършва със смърт.

При системно изследване на участници във високопланински експедиции, лекарите откриват и друго заболяване.На височина над 6000м. поради повишено вътреочно налягане у 30-40% от алпинистите се наблюдават малки и средни кръвоизливи в очните дъна на ретината. Засегнатите чувстват главоболие, имат малки смущения в зрението (бели петна, безцветни полета). Може да се предполага,че се получават подобни кръвоизливи и в мозъка. От тях произлизат чувството за умора, главоболие, мудност, нестабилност при ходене, затруднено равновесие, нарушената координация. Има вероятност при нарушена мозъчна функция,следствие тромбоза или дренаж на вените да се стигне до мозъчен удар.Такава тромбоза се причинява от сгъстяване на кръвта (хипервискозитет), което намалява скоростта и в кръвоносните съдове. Хипервискозитет се получава от увеличение броя на червените кръвни телца и обезводняването на организма.Над 7000м. надморска височина алпинистите имат нужда от 6-7 литра вода в денонощие /О.Йолц, 1979/.

При първите британски експедиции за изкачване на в.Еверест (1921-1924), лекарите и алпинистите са нарекли заболяванията височинна болест (HIGH ALTITUDE DETERIORATION).Това е болест,вследствие на хронична недостатъчност на кислород. При тренирани и оптимално адаптирани алпинисти се проявява на височина над 5300 м. и означава постоянно влошаване на физическото и психическо състояние.

В заключение, адаптация на хора за постоянен живот над 5300м.е невъзможна.Истинско възстановяване може да има под тази височина.

Друг проблем това е хемодилузията или разреждане на кръвта. Основен механизъм на аклиматизацията е увеличеното образуване на червени кръвни телца в костния мозък. По този начин се повишава капацитета на транспорт на кислород до клетките.При оптимална аклиматизация червените кръвни телца увеличават броя си в

периферната кръв с 20-25% от изходната си стойност. Хематокрита (процентното съотношение на червени кръвни телца в общата кръв), от 40-45% се увеличава на 50-60%.Могат да се открият и по-високи стойности,ако алпинистите не задоволяват нуждата си от течност (4-7литра) над 6500м. /О.Йолц, 1978/.Същият автор изследва девет алпинисти, 48 часа след изкачване на в.Еверест и измерва средни стойности на хематокрита - 54-58%. Сред тях са Р.Меснер и П.Хабелер, изкачили върха без кислородни апарати и показали съответно 56 и 54% хематокрит. Над 60% стойност на хематокрит, породена от недостиг на течности представлява голяма опасност от сгъстяване на кръвта – хипервискозитет. От него следва по-лошо кръвоснабдяване на тъканите, склонност към тромбози и кръвоизливи,които са много опасни при локализация в мозъка.Смущенията в кръвоснабдяването предполагат силно увеличена опасност от измръзване на крайниците.

През 1976 г. на участници в немска експедиция до в.Лхоце (8516м) в Хималаите е изпробвана като профилактика хемодилузия. На всеки алпинист е изтеглена 500 mml венозна кръв, което снижава значително хематокрита,като обема кръв се компенсира чрез инфузия на заместители.След успешната редукция на кръвта са подобрени свойствата и за движение.Акцията е много успешна: от 13 алпинисти подложени на това лечение, 10 достигат в.Лхоце. Лекарският екип ръководен от д-р Освалд Йолц стига до заключение, че е постигнато подобряване на оросяването на тъканите,ограничено е спадането на трудоспособност. Идеята на немския екип е много интересна и логична, но за съжаление те нямат контролна група за сравнение и не могат да се изведат научно обосновани заключения. Същата група алпинисти е била много добре тренирана,технически подготвена. Те са имали отлично кислородно оборудване и техния успех е бил възможен и без хемодилузия.

Възможно е венозно отнетата кръв да има и някои негативни последствия.Сигурно е,че редукцията на хематокрита намалява обема на транспорта на кислорода в кръвта /О.Йолц, 1978/. Същият лекарски екип работи при следваща немска експедиция към в.Еверест през 1978.Правят експеримент на хемодилузия само с един алпинист,като намаляват хематокрита от 61% на 53%.

Това обаче довежда до неколкодневно влошаване здравословното състояние на опитното лице, дори начало на белодробен оток. С останалите алпинисти опита не е правен и 9 от 10 души изкачват връх Еверест, като двама – Р.Меснер, П.Хабелер не ползват кислородни апарати. Постижението показва,че алпинизъм на голяма височина е възможен и без хемодилузия. Докато липсват доказателства за без-спорни експерименти и поради потенциална възможност за увреждания, този метод не се препоръчва /О.Йолц, 1978/.

Преди първото изкачване на в.Еверест без кислородни апарати, много алпинисти и експерти са против.Те ратуват на старата догма, че над 8500 м.е невъзможно да се преживее без тях.Мненията им се базират на собствени възгледи и предразсъдъци, а не на физиологични факти. Няма разумна физиологична причина,поради която да не е възможно,подходящо аклиматизирани индивиди да преживеят и действат за кратко време до височина от 9000 м. Това мнение се подържа още от Дж.Мелъри, който през 1924 г. изчезва над 8500 м. на Северната стена на в.Еверест. Сър Едмънт Хилари /1961/, първия алпинист изкачил върха, също изказва мнение, че е възможно безкислородно изкачване - “Но рисковете са големи”. Рисковете при изкачване без апарати са една част от общите рискове при височинния алпинизъм. Преобладава мнението, че може да се получат големи мозъчни увреждания. Липсата на кислород на такава височина води до умиране на мозъчни клетки. След успеха на това изкачване се приема, че съседни мозъчни клетки, които до този момент не са използвани, могат да поемат функциите на умиращите /О.Йолц, 1979/.

След първото изкачване без кислородни апарати на в.Еверест през 1978, има направени над 80 изкачвания без изкуствен кислород. Още повече, някои от алпинистите са регистрирали по няколко изкачвания. Рекордьори в това отношение са професионалните носачи и водачи шерпите Анг Рита и Бабу Черинг, с по 10 изкачвания до 2000 г. През 1999 г. Бабу Черинг изкачва върха,опъва палатка на самия връх и престоява там 21 часа, без да ползва кислороден апарат. Този опит е демонстрация на големите приспособителни възможности и механизми, които притежават някои индивиди.