АДАПТАЦИЯ К ВЫСОТЕ

Адаптация к высоте — физиологический процесс приспособления организма человека и животных к условиям существования и активной деятельности при пониженном парциальном давлении кислорода (pO₂) во вдыхаемом воздухе. Адаптация к высоте в естественных условиях высокогорья правильнее называть акклиматизацией (см.), так как в горах, помимо пониженного парциального давления кислорода в воздухе, на организм оказывает влияние температурный режим, высокая ультрафиолетовая радиация и другое. При этой неодинаковые метеорологические условия в горах, например на Памире и на Кавказе, вызывают различные реакции организма при восхождении на одну и ту же высоту.

Термин «адаптация к высоте» более подходит к тем случаям, когда чело век или животное поднимается на высоту в негерметической кабине летательного аппарата или подвергается воздействию пониженного pO₂ в условиях эксперимента (в барокамере).

Первые исследования адаптации к высоте в горных условиях проводили отечественные ученые еще в прошлом столетии Альбицкий, В. И. Кушелевский, Н. Н. Третьяков, А. Н. Лавринович и др.). Влияние пониженного pO₂ в искусственных условиях (специальной камере) изучал французский ученый Бер (P. Bert). В советский период исследования влияния высоты на организм (см. Высота) и изучение механизмов высотной адаптации проводились Н. Н. Сиротининым на Кавказе, М. Ф. Авазбакиевой, К. Ю. Ахмедовым, М. М. Миррахимовым, Л. Г. Филатовой и другими па Памире и Тянь-Шане. В конце 30 — начале 40 годов 20 века очень большая работа по изучению механизмов Адаптации проведена одним из основоположников советской авиационной медицины В. В. Стрельцовым, совершившим первый подъем в барокамере, а также сотрудниками кафедры нормальной физиологии БМА им. С. М. Кирова под руководством акад. Л. А. Орбели — М. П. Бресткиным с сотрудниками и сотрудниками Института авиационной медицины им. И. П. Павлова А. П. Аполлоновым, В. Г. Миролюбовым, М. И. Вакаром, Д. И. Ивановыми др.

Механизмы адаптации к высоте в условиях барокамеры интенсивно изучаются. При изучении сущности механизмов адаптации к высоте вырисовывается два уровня адаптивных реакций: первый — системный и второй — тканевой или клеточный. На системном уровне в адаптивных реакциях участвуют дыхательная система (увеличение объема легочной вентиляции, увеличение числа раскрытых альвеол и изменение проницаемости их стенок), сердечно-сосудистая система (увеличение работы сердца, перераспределение крови — увеличение кровоснабжения мозга, сердца и печени за счет снижения кровоснабжения других органов и тканей) и система крови (увеличение кислородной емкости крови первоначально путем выброса в кровеносное русло депонированных эритроцитов с последующим усилением эритропоэза в костном мозге и так далее). Эти приспособительные реакции направлены на «борьбу за кислород», и за доставку необходимого количества кислорода клеткам для поддержания нормальной жизнедеятельности вопреки сниженному pO₂ во вдыхаемом воздухе. Приспособительные реакции вызываются рефлекторно, причем первоначально возбуждаются клетки центральной нервной системы и специальные рецепторные образования, высокочувствительные к изменению pO₂ в крови. На тканевом, или клеточном, уровне приспособительные процессы происходят в самих клетках различных тканей, в том числе и в клетках центральной нервной системы. В опытах на животных установлено, что в клетках возникают адаптационные процессы, с одной стороны, направленные на борьбу за кислород, а с другой — повышающие переносимость кислородной недостаточности. К адаптационным процессам, направленным на борьбу за кислород, относятся: повышение кислородной емкости тканей (возрастание содержания миоглобина), увеличение активности ряда ферментов окислительного метаболизма, возрастание содержания митохондриального белка, появление способности тканей к повышенной утилизации кислорода из среды со сниженным парциальным давлением, изменение биохимических и биофизических свойств эритроцитов и фракционного состава гемоглобина. Стимуляция процессов анаэробного гликолиза повышает переносимость острой гипоксии (см.).

Отмеченные явления в клетках формируются постепенно, не ранее 10—20 дней от начала воздействия гипоксии (в опытах на животных). Как правило, к этому сроку наблюдается снижение первоначального напряжения в работе функциональных систем, улучшение общего состояния организма. Можно предполагать, что адаптационные реакции на клеточном уровне играют существенную роль в установлении нового уровня гомеостаза (см.) и регуляции функциональных систем центральной нервной системы. Механизмы, регулирующие клеточные адаптационные реакции, экспериментально почти не изучены. Предполагается важная роль в этой регуляции трофических влияний центральной и вегетативной нервной системы и гормонов желез внутренней секреции.

Существенно, что результатом адаптационной перестройки на системном и клеточном уровнях является повышение резистентности тканей (в том числе и центральной нервной системы) но только к острой гипоксии, но и к ряду других повреждающих факторов. Показано, что животные, адаптирующиеся к гипоксии в течение 4—6 недель, становятся более резистентными к ионизирующим излучениям, переохлаждению, отравлению цианидами и ядами центрального действия, вызывающими судороги, к ожогам, инфекциям, гипероксии и так далее. Такие результаты были получены независимо от того, осуществлялась ли адаптация к гипоксии в горах или в барокамере. Таким образом, высотная тренировка, применяемая в целях развития адаптации к высоте, повышает общую устойчивость организма. С этой точки зрения весьма важной задачей представляется отработка и соблюдение оптимальных режимов высотной тренировки. При нарушении оптимальных режимов высотной тренировки может развиться «болезнь адаптации», при которой снижается общая устойчивость организма. У человека только системный уровень адаптации изучен достаточно хорошо.

Найдено, что у постоянных жителей высокогорья адаптационные реакции в функциональных системах выражены в меньшей степени, чем у людей, впервые поднявшихся на высоты с уровня моря и проживших в горах несколько недель и даже лет.

Можно предполагать, что у постоянных жителей высокогорья тканевая адаптация имеет больший удельный вес. Однако пока еще мало экспериментального материала, подтверждающего справедливость этой гипотезы. Но уже известно, что у жителей Перуанских Анд (высота до 4500 м) наблюдается повышенное содержание миоглобина и повышенная активность ряда дыхательных ферментов в скелетных мышцах. Аналогичные данные получены у высокогорных животных и животных, тренированных к гипоксии в барокамере [Рейнафарье]. Интересны материалы, полученные при обследовании биохимических свойств межреберных мышц людей, страдающих врожденным гипоксическим («синим») пороком сердца (биопсия во время хирургического исправления врожденного порока). Такие больные почти с момента рождения живут в условиях гипоксии. Оказалось, что биохимические свойства мышц таких лиц принципиально сходны со свойствами скелетных мышц животных, адаптированных к гипоксии в барокамере или в горах. Известно также, что перуанские индейцы, живущие и работающие в шахтах на высоте 4500 м, способны выполнять большую физическую работу со значительно меньшим расходом энергии и накоплением молочной к-ты, чем живущие на уровне моря [Уртадо]. Это свидетельствует о том, что у жителей высокогорья сформировался и в ряде поколений закрепился генетически особый характер метаболических процессов. Развитие авиации, космонавтики, освоение горных богатств, работа на высокогорных астрономических и метеорологических станциях, развитие альпинизма вызывают необходимость дальнейшего изучения механизмов АДАПТАЦИИ К ВЫСОТЕ.

Библиография: Авазбакиева М. Ф. Влияние климата Казахстана и Киргизии на организм человека, Алма-Ата, 1958, библиогр.; Ахмедов К. Ю. Дыхание человека при высокогорной гипоксии, Душанбе, 1971, библиогр.; Барбашова 3. И. Акклиматизация к гипоксии и ее физиологические механизмы, М.— Л., 1960, библиогр.; она же, Динамика повышения резистентности организма и адаптивных реакций на клеточном уровне в процессе адаптации к гипоксии, Усп. физиол. наук, т. 1, К. 3, с. 70, 1970, библиогр.; Ван Лир Э. и Стикней К. Гипоксия, пер. с англ., М., 1967; Миррахимов М. М. Сердечно-сосудистая система в условиях высокогорья, Л., 1968, библиогр.; Симановский Л. Н. Роль нейрогормональной реакции в адаптации к гипоксии, Усп. совр. биол., т. 68, в. 6, с. 434, 1969, библиогр.; Филатова Л. Г. Исследования но физиологии высотной акклиматизации животных и человека, Фрундс, 1961; High altitude physiology, ed. by. R. Porter a. J. Knight, Edinburgh — L., 1971; Iiurtado A. Aclimatacitfn a la altura, Buenos Aires, 1966; Reynafarje B. Myoglobin content and enzymatic activity of muscle and altitude adaptation, Appl. Physiol., v. 17, p. 301, 1962.

З. И. Барбашова