Проблема дыхания при пониженном атмосферном давлении имеет большое практическое значение при высотных полетах и подъемах на горные вершины. На высоте 4000—6000 м могут возникнуть симптомы так называемой горной, или высотной, болезни, которая характеризуется признаками, характерными для тяжелой гипоксии. Если же человек через маску, надетую на лицо и соединенную со специальным баллоном, дышит газовой смесью с высоким содержанием кислорода, то высотная болезнь не наступает и на высоте 11 000—12 000 ж, на которой без добавления кислорода он не мог бы находиться.
Кроме недостатка кислорода, организм на высотах страдает также от недостатка углекислоты в крови и тканях, т. е. от гипокапнии. Последняя возникает потому, что недостаток кислорода в крови, раздражая хеморецепторы каротидного синуса, вызывает учащение дыхания, что ведет к вымыванию углекислоты из альвеолярного воздуха, а следовательно, и из крови. Недостаток углекислоты понижает возбудимость дыхательного центра, поэтому дыхание не усиливается настолько, насколько это требуется для удовлетворения потребности организма в кислороде. Прибавка к вдыхаемому воздуху некоторого количества СО2 (до 3%) вызывает заметное улучшение состояния организма при высотной болезни.
Большой практический интерес в связи с высокогорными восхождениями, высотными полетами и парашютными прыжками представляет возможность повысить путем тренировки выносливость человека к пониженному атмосферному давлению, например повысить «индивидуальный потолок» летчика. Тренировка летчиков или парашютистов к пребыванию на больших высотах достигается в специальных герметических барокамерах, в которых с помощью насосов, выкачивающих воздух, можно создать давление, соответствующее тому, которое имеется на различных высотах.
В результате тренировки выносливость к пониженному атмосферному давлению повышается, и исследуемый сохраняет относительно нормальную работоспособность даже при давлении 316 мм рт. ст., что соответствует высоте 7000 м. Между тем у нетренированного человека, помещенного в камеру явлением в 355 мм рт. ст. (такое давление имеется на высоте в 6000 м), уже через короткий срок обнаруживается быстрое и поверхностное дыхание, плохое самочувствие, а иногда потеря сознания.
При длительном пребывании на больших высотах, например при жизни в высокогорных местностях, наблюдается акклиматизация к пониженному парциальному давлению кислорода. Она обусловлена рядом фактов:
- увеличением числа эритроцитов в крови, следовательно, повышением кислородной емкости крови;
- усилением легочной вентиляции;
- понижением чувствительности тканей организма, в частности центральной нервной системы, к недостаточному снабжению кислородом.
Увеличение числа эритроцитов происходит в результате усиленного кроветворения, а также поступления в общую циркуляцию крови, находящейся кровяных депо. Доказательством усиленного кроветворения является нарастание в крови молодых форм эритроцитов — ретикулоцитов и увеличение массы красного костного мозга.
На высоте в 15 000 м давление воздуха равно 80 мм рт. ст. В этих условиях даже при дыхании чистым кислородом с помощью кислородного прибора парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе значительно ниже нормы и не обеспечивает достаточного поступления кислорода в кровь.
Поэтому при полетах в стратосфере, а тем более при космических полетах необходимы герметические кабины или индивидуальные герметические скафандры, в которых давление поддерживается на нужном уровне.
