Дишане в планината и под вода. Дишане под вода Характеристики на дишане под вода при хора

За поддържане на живота е необходимо, от една страна, непрекъснато да се абсорбира кислород от клетките на живия организъм и, от друга, да се отстранява въглеродният диоксид, образуван в резултат на окислителните процеси. Тези два паралелни процеса съставляват същността на дишането.

При високоорганизираните многоклетъчни животни дишането се осигурява от специални органи - белите дробове.

Човешките бели дробове се състоят от множество отделни малки белодробни везикули на алвеолите с диаметър 0,2 mm. Но тъй като техният брой е много голям (около 700 милиона), общата площ е значителна и възлиза на 90 m 2.

Алвеолите са плътно преплетени с мрежа от най-фини кръвоносни съдове - капиляри. Стената на белодробния везикул и капиляра заедно е с дебелина само 0,004 mm.

По този начин кръвта, протичаща през капилярите на белите дробове, влиза в изключително близък контакт с въздуха в алвеолите, където се извършва обмен на газ.

Атмосферният въздух навлиза в белодробните везикули, преминавайки през дихателните пътища.

Самият дихателен тракт започва с така наречения ларинкс на мястото, където фаринкса преминава в хранопровода. Ларинкса е последван от трахеята - трахеята с диаметър около 20 mm, в стените на която има хрущялни пръстени (фиг. 7).

Ориз. 7. Горни дихателни пътища:
1 - носна кухина: 2 - устна кухина; 3 - хранопровода; 4 - ларинкс и дихателна тръба (трахея); 5 - епиглотис

Трахеята преминава в гръдната кухина, където се разделя на два големи бронха - десен и ляв, върху които висят десният и левият бял дроб. Влизайки в белия дроб, бронхът се разклонява, неговите клони (средни и малки бронхи) постепенно изтъняват и накрая преминават в най-тънките крайни клонове - бронхиоли, върху които седят алвеолите.

Отвън белите дробове са покрити с гладка, леко влажна мембрана - плеврата. Точно същата мембрана покрива вътрешността на стената на гръдната кухина, образувана отстрани от ребрата и междуребрените мускули, а отдолу от диафрагмата или гръдния мускул.

Обикновено белите дробове не са споени със стените на гръдния кош, те са само плътно притиснати към тях. Това се случва, защото няма въздух в плевралните кухини (между плевралните мембрани на белите дробове и гръдните стени), които са като тесни прорези. Вътре в белите дробове, в алвеолите, винаги има въздух, който комуникира с атмосферния въздух, така че в белите дробове има (средно) атмосферно налягане. Той притиска белите дробове към стените на гръдния кош с такава сила, че белите дробове не могат да се откъснат от тях и пасивно ги следват, когато гръдният кош се разширява или свива.

Кръвта, извършвайки непрекъсната циркулация през съдовете на алвеолите, улавя кислород и освобождава въглероден диоксид (CO 2). Следователно, за правилния газообмен е необходимо въздухът в белите дробове да съдържа необходимото количество кислород и да не е пренаситен с CO 2 (въглероден диоксид). Това се осигурява чрез постоянно частично обновяване на въздуха в белите дробове. При вдишване в белите дробове навлиза пресен атмосферен въздух, а при издишване вече използваният въздух се отстранява.

Дишането става по следния начин. По време на вдишване силата на дихателните мускули разширява гръдния кош. Белите дробове, пасивно следващи гръдния кош, засмукват въздух през дихателните пътища. Тогава гърдите, поради своята еластичност, намаляват по обем, белите дробове се компресират и изтласкват излишния въздух в атмосферата. Настъпва издишване. При тихо дишане 500 ml въздух навлиза в белите дробове на човек по време на всяко вдишване. Издишва същото количество. Този въздух се нарича въздух за дишане. Но ако след нормално вдишване поемете дълбоко въздух, тогава в белите дробове ще постъпят още 1500-3000 ml въздух. Нарича се допълнителен. Освен това при дълбоко издишване след нормално издишване от белите дробове могат да бъдат отстранени до 1000-2500 ml така наречен резервен въздух. Но дори и след това в белите дробове остават около 1000-1200 ml остатъчен въздух.

Сумата от обема на дихателния, допълнителния и резервния въздух се нарича жизнен капацитет на белите дробове. Измерва се със специално устройство - спирометър. При различните хора жизненият капацитет на белите дробове варира от 3000 до 6000-7000 ml.

Високият жизнен капацитет е от съществено значение за гмуркачите. Колкото по-голям е капацитетът на белите дробове, толкова по-дълбоко под водата може да остане водолазът.

Дишането се регулира от специални нервни клетки - т. нар. дихателен център, който се намира до вазомоторния център в продълговатия мозък.

Дихателният център е много чувствителен към излишния въглероден диоксид в кръвта. Увеличаването на въглеродния диоксид в кръвта дразни дихателния център и ускорява дишането. Обратно, рязкото намаляване на съдържанието на въглероден диоксид в кръвта или алвеоларния въздух причинява краткотрайно спиране на дишането (апнея) за 1-1,5 минути.

Дишането е под някакъв контрол на волята. Здравият човек може доброволно да задържи дъха си за 45-60 секунди.

Концепцията за обмен на газ в тялото(външно и вътрешно дишане). Външното дишане осигурява обмен на газ между външния въздух и човешката кръв, насища кръвта с кислород и премахва въглеродния диоксид от нея. Вътрешното дишане осигурява обмяната на газове между кръвта и тъканите на тялото.

Обменът на газове в белите дробове и тъканите възниква в резултат на разликата в парциалното налягане на газовете в алвеоларния въздух, кръвта и тъканите. Венозната кръв, която тече към белите дробове, е бедна на кислород и богата на въглероден диоксид. Парциалното налягане на кислорода в него (60-76 mm Hg) е значително по-малко, отколкото в алвеоларния въздух (100-110 mm Hg), а кислородът свободно преминава от алвеолите в кръвта. Но парциалното налягане на въглеродния диоксид във венозната кръв (48 mm Hg) е по-високо, отколкото в алвеоларния въздух (41,8 mm Hg), което принуждава въглеродния диоксид да напусне кръвта и да премине в алвеолите, откъдето се отстранява по време на издишване . В тъканите на тялото този процес протича по различен начин: кислородът от кръвта навлиза в клетките и кръвта се насища с въглероден диоксид, който се намира в изобилие в тъканите.

Връзката между парциалните налягания на кислорода и въглеродния диоксид в атмосферния въздух, кръвта и телесните тъкани може да се види от таблицата (стойностите на парциалното налягане са изразени в mmHg).

Трябва да се добави, че високият процент въглероден диоксид в кръвта или тъканите насърчава разграждането на хемоглобиновия оксид в хемоглобин и чист кислород, а високото съдържание на кислород насърчава отстраняването на въглеродния диоксид от кръвта през белите дробове.

Характеристики на дишането под вода. Вече знаем, че човек не може да използва разтворения във водата кислород за дишане, тъй като дробовете му се нуждаят само от газообразен кислород.

За да се осигурят жизнените функции на тялото под вода, е необходимо систематично да се доставя дихателната смес в белите дробове.

Това може да стане по три начина: чрез дихателна тръба, с помощта на автономни дихателни апарати и подаване на въздух от повърхността на водата към изолиращи устройства (скафандри, батискафи, къщи). Тези пътища имат свои собствени характеристики. Отдавна е известно, че под водата можете да дишате с шнорхел на дълбочина не повече от 1 m.

При по-голяма дълбочина дихателната мускулатура не може да преодолее допълнителното съпротивление на водния стълб, който притиска гръдния кош. Следователно за плуване под вода се използват дихателни тръби не по-дълги от 0,4 m.

Но дори и с такава тръба съпротивлението при дишане все още е доста високо, освен това въздухът, постъпващ при вдишване, е донякъде обеднен на кислород и има лек излишък на въглероден диоксид, което води до възбуждане на дихателния център, изразяващо се в умерен недостиг на дишане (дихателната честота се увеличава с 5-7 вдишвания в минута).

За да се осигури нормално дишане на дълбочина, е необходимо да се подава въздух в белите дробове с налягане, което да съответства на налягането на дадена дълбочина и да балансира външното налягане на водата върху гръдния кош.

В кислородния костюм дихателната смес се компресира до необходимата степен, преди да влезе в белите дробове; в дихателната торба тя се компресира директно от околното налягане.

В самостоятелен дихателен апарат със сгъстен въздух тази функция се изпълнява от специален механизъм. В този случай е важно да се спазват определени граници на съпротивление при дишане, тъй като значително количество от него има отрицателен ефект върху сърдечно-съдовата система на човека, причинява умора на дихателните мускули, в резултат на което тялото не е в състояние да поддържа необходимия модел на дишане.

При белодробните автоматични устройства съпротивлението при дишане все още е доста високо. Големината му се определя от усилието на дихателните мускули, което създава вакуум в белите дробове, дихателните пътища, инхалаторната тръба и в субмембранната кухина на белодробната клапа. При условия на атмосферно налягане, както и във вертикално положение на водолаз във вода, когато клапата за търсене на белите дробове е на същото ниво с „центъра“ на белите дробове, съпротивлението на дишане по време на вдишване е около 50 mm вода . Изкуство. По време на хоризонтално плуване с водолазно гмуркане, чийто белодробен клапан за търсене е разположен зад гърба върху цилиндри, разликата между налягането на водата върху мембраната на белодробния клапан за търсене и върху гърдите на водолаза е около 300 mm водно налягане. Изкуство.

Следователно съпротивлението при вдишване достига 350 mm воден ъгъл. Изкуство. За да се намали съпротивлението при дишане, втората степен на намаляване на новите видове водолазни съоръжения се поставя в мундщука.

При вентилирано оборудване, където въздухът се подава през маркуч от повърхността, той се компресира с помощта на специални водолазни помпи или компресори, като степента на компресия трябва да бъде пропорционална на дълбочината на потапяне. Количеството налягане в този случай се контролира от манометър, монтиран между помпата и водолазния маркуч.

ПОДВЕН РИБОВ

Характеристики на дишането под вода

Вече знаем, че разтвореният във водата кислород не може да се използва от хората за дишане, тъй като белите дробове се нуждаят само от газообразен кислород. За да се осигурят жизнените функции на тялото под вода, е необходимо систематично да се доставя достатъчно количество кислород в белите дробове. Това може да стане по следните начини:

Чрез дихателна тръба;

Използване на автономен дихателен апарат;

Доставяне от повърхността на водата в скафандри, батискафи, къщи тип Кусто и др.;

Чрез регенерация (възстановяване) в подводници.

Всички тези пътища не са естествени за хората и имат свои собствени характеристики.

Дишане през тръба. Известно е, че докато сте под водата на дълбочина не повече от метър, можете да дишате през шнорхел. При по-голяма дълбочина дихателната мускулатура, както знаем, не може да преодолее допълнителното съпротивление, което се образува както при вдишване, така и при издишване. На практика за плуване под вода се използват дихателни тръби не по-дълги от 0,4 m.

Дишане в самостоятелни устройства. За да се осигури нормално дишане на значителна дълбочина, е необходимо да се подава въздух в белите дробове с налягане, което може да балансира външното налягане на водата върху гръдния кош.

В кислородния костюм дихателната смес се компресира до необходимата степен в дихателната торба директно от налягането на околната среда, преди да влезе в белите дробове.

В самостоятелен дихателен апарат със сгъстен въздух тази функция се изпълнява от белодробен клапан за търсене.

В този случай е особено важно да се спазват определени граници на съпротивление при дишане, тъй като значително количество от него има отрицателен ефект върху сърдечно-съдовата система на човека, причинява умора на дихателните мускули, в резултат на което тялото не е в състояние поддържайте необходимия модел на дишане.

При белодробните автоматични устройства съпротивлението при дишане все още е доста високо. Стойността му се определя от максималния вакуум в газопроводната система на апарата в близост до мундщука, т.е. в непосредствена близост до устата на човека.

При домашно водолазно оборудване във въздуха то е незначително и се равнява на приблизително 40-60 mm водна повърхност. Изкуство. Под вода обаче съпротивлението, особено в началото на вдишването, се увеличава значително и достига 200-330 mm воден ъгъл. Изкуство. (с плувеца в хоризонтално положение).

Съпротивлението при дишане зависи от:

а) на местоположението на белодробната клапа по отношение на белите дробове на човека;

б) от размера на механичното съпротивление на машината, което се преодолява от дихателните мускули. Това е силата на пружините, обратното налягане на клапаните, силата на триене в аксиалните стави и др.;

в) дължината на входните и изходните маркучи, естеството на тяхната вътрешна повърхност, размера на кутията на мундщука и наличието на клапани в нея.

От общото съпротивление при дишане най-голямата част е съпротивление, което зависи от местоположението на белодробната клапа, т.е. от разликата в налягането върху клапната мембрана и гръдния кош. За да се намали тази разлика, белодробната клапа за търсене се поставя отпред, на нивото на гърдите на плувеца, на стомаха и близо до кутията на мундщука.

Понастоящем има и конструкции на белодробни клапани за търсене, при които намаляването на количеството съпротивление при дишане се постига чрез различни видове компенсационни устройства, намаляващи обема на камерата и маркучите на белодробния клапан за търсене.

Дори краткотраен престой под вода изисква както специално техническо оборудване, така и подходящо човешко обучение. Най-големите трудности при подводната работа са свързани с осигуряването на водолаза с дихателна смес.

Факт е, че газовата смес трябва да влезе в белите дробове на водолаза под същото налягане, което водният стълб създава на дадена дълбочина. Ако това съотношение е нарушено, външното налягане просто ще притисне гръдния кош, което ще ви попречи да вдишвате. При този тип дишане работата на дихателните мускули рязко се увеличава. Ето защо опитните водолази дишат дълбоко, но бавно. Някои от тях правят само 3-4 вдишвания в минута, като всеки път поемат 2-2,5 литра въздух в белите дробове.

Съставът на дихателната смес също е от голямо значение за дълбоководното гмуркане. Ако използвате сгъстен въздух за дишане под вода, парциалното налягане на кислорода ще се увеличи, докато се гмуркате и на дълбочина от 90 m ще надвиши нормалното 10 пъти. На дълбочина 40 м водолазът получава смес, съдържаща 5% кислород, а на дълбочина 100 метра - само 2% (вместо обичайните 20,9%). При продължително вдишване както на чист кислород, така и под налягане около 3 атм. , може да се появи дисфункция на нервната система под формата на конвулсивен пристъп.

Парциалното налягане на азота в дихателната смес също е важно за тялото. В нашата обичайна атмосфера, където азотът съставлява почти 79%, този газ е прост разредител на кислорода и не участва в никакви процеси, протичащи в тялото. При високо налягане обаче азотът се превръща в коварен враг. Предизвиква наркотично състояние, подобно на алкохолното опиянение. Следователно, започвайки от дълбочина 60 m, водолазите се захранват с азот - кислородна смес, където азотът е частично или напълно заменен от хелий, който не е физиологично активен.

За нормалния живот на човека, както и на по-голямата част от живите организми, е необходим кислород. В резултат на метаболизма кислородът се свързва с въглеродните атоми, за да образува въглероден диоксид (въглероден диоксид). Съвкупността от процеси, които осигуряват обмена на тези газове между тялото и околната среда, се нарича дишане.

Кислородът влиза в човешкото тялои отстраняването на въглеродния диоксид от тялото се осигурява от дихателната система. Състои се от дихателни пътища и бели дробове. Горните дихателни пътища включват носните проходи, фаринкса и ларинкса. След това въздухът навлиза в трахеята, която е разделена на два основни бронха. Бронхите, непрекъснато бифуркиращи и изтъняващи, образуват така нареченото бронхиално дърво на белите дробове. Всяка бронхиола (най-тънките клони на бронхите) завършва с алвеоли, в които се извършва обмен на газ между въздух и кръв. Общият брой на алвеолите при човека е приблизително 700 милиона, а общата им повърхност е 90-100 m2.

Структурата на дихателните органи.

Повърхността на дихателните пътища, с изключение на повърхността на алвеолите, е непропусклива за газове, поради което пространството вътре в дихателните пътища се нарича мъртво пространство. Обемът му при мъжете е средно около 150 ml, при жените - 100 ml.

Въздухът навлиза в белите дробове поради отрицателното налягане, което се създава, когато те се разтягат от диафрагмата и междуребрените мускули по време на вдишване. При нормално дишане само вдишването е активно, издишването става пасивно, поради отпускането на мускулите, които осигуряват вдишване. Само при принудително дишане се активират мускулите на издишването, което в резултат на допълнително компресиране на гръдния кош осигурява максимално намаляване на обема на белите дробове.

Процес на дишане

Честотата и дълбочината на дишането зависят от физическата активност. Така в покой възрастен човек извършва 12-24 дихателни цикъла, осигурявайки вентилация на белите дробове в рамките на 6-10 l/min. При извършване на тежка работа дихателната честота може да се увеличи до 60 цикъла в минута, а обемът на белодробната вентилация може да достигне 50-100 l / min. Дълбочината на дишане (или дихателен обем) по време на тихо дишане обикновено е малка част от общия белодробен капацитет. С увеличаването на белодробната вентилация дихателният обем може да се увеличи поради инспираторния и експираторния резервен обем. Ако фиксираме разликата между най-дълбокото вдишване и максималното издишване, получаваме стойността на жизнения капацитет на белите дробове (VC), която не включва само остатъчния обем, който се отстранява само когато белите дробове напълно се свият.

Регулирането на честотата и дълбочината на дишането се извършва рефлекторно и зависи от количеството въглероден диоксид, кислород в кръвта и pH на кръвта. Основният стимул, който контролира процеса на дишане, е нивото на въглероден диоксид в кръвта (стойността на pH на кръвта също е свързана с този параметър): колкото по-висока е концентрацията на CO2, толкова по-голяма е белодробната вентилация. Намаляването на количеството кислород засяга вентилацията в по-малка степен. Това се дължи на спецификата на свързване на кислорода с хемоглобина в кръвта. Значително компенсаторно увеличение на белодробната вентилация настъпва само след като парциалното налягане на кислорода в кръвта падне под 12-10 kPa.

Как гмуркането под вода влияе на процеса на дишане?? Нека първо разгледаме ситуацията с гмуркането с шнорхел. Дишането през тръбата става значително по-трудно дори при гмуркане на няколко сантиметра. Това се дължи на факта, че съпротивлението на дишането се увеличава: първо, при гмуркане мъртвото пространство се увеличава с обема на дихателната тръба, и второ, за да вдишват, дихателните мускули са принудени да преодолеят повишеното хидростатично налягане. На дълбочина 1 m човек може да диша през тръба за не повече от 30 секунди, а на по-голяма дълбочина дишането е почти невъзможно, главно поради факта, че дихателните мускули не могат да преодолеят налягането на водния стълб, за да вдишайте от повърхността. За оптимални се считат дихателни тръби с дължина 30-37 см. Използването на по-дълги дихателни тръби може да доведе до смущения в работата на сърцето и белите дробове.

Друга важна характеристика, която влияе върху дишането, е диаметърът на тръбата. При малък диаметър на тръбата не влиза достатъчно въздух, особено ако има нужда да се извършва някаква работа (например бързо плуване), а при голям диаметър обемът на мъртвото пространство се увеличава значително, което също улеснява дишането много трудно. Оптималният диаметър на тръбата е 18-20 mm. Използването на тръба, която не е стандартна по дължина или диаметър, може да доведе до неволна хипервентилация.

При плуване в автономен дихателен апаратосновните затруднения в дишането също са свързани с повишено съпротивление при вдишване и издишване. Разстоянието между така наречения център на налягане и кутията на дихателната машина има най-малко влияние върху увеличаването на съпротивлението при дишане. "Центърът на натиск" е установен от Jarrett през 1965 г. Той е 19 cm под и 7 cm зад югуларната кухина. При разработването на различни модели дихателни апарати винаги се взема предвид и кутията на дихателния апарат се поставя възможно най-близо до тази точка. Вторият фактор, влияещ върху увеличаването на съпротивлението при дишане, е количеството допълнително мъртво пространство. Той е особено голям в устройства с дебели гофрирани тръби. Общото съпротивление на различни клапани, мембрани и пружини в системата за намаляване на налягането на дихателната смес също играе важна роля. И последният фактор е увеличаването на плътността на газа поради увеличаване на налягането с увеличаване на дълбочината.

В съвременните модели регулатори дизайнерите се стремят да сведат до минимум ефектите от увеличаване на съпротивлението при дишане, създавайки така наречените балансирани дихателни машини. Но любителите подводници все още имат доста устройства от стари модели с повишено съпротивление при дишане. Такива устройства, по-специално, са легендарните AVM-1 и AVM-1m. Дишането в тези устройства води до голям разход на енергия, поради което не се препоръчва извършването на тежка физическа работа в тях и дългите гмуркания на дълбочини над 20 m.

Оптималният тип дишане при плуване с автономен дихателен апараттрябва да се има предвид по-бавно и по-дълбоко дишане. Препоръчителната честота е 14-17 вдишвания в минута. При този тип дишане се осигурява достатъчен газообмен при минимална работа на дихателната мускулатура и се улеснява дейността на сърдечно-съдовата система. Учестеното дишане затруднява работата на сърцето и води до неговото претоварване.

Влияе върху функционирането на дихателната система и скоростта на потапяне в дълбочина. При бързо увеличаване на налягането (компресия) жизненият капацитет на белите дробове намалява; при бавно нарастване той остава практически непроменен. Намаляването на жизнения капацитет се дължи на няколко причини. Първо, при гмуркане в дълбочина, за компенсиране на външното налягане, допълнителен обем кръв се влива в белите дробове и, очевидно, при бързо компресиране някои бронхиоли се компресират от „подути“ кръвоносни съдове; Този ефект се комбинира с бързо увеличаване на плътността на газа и в резултат на това въздухът се блокира в някои области на белите дробове ( появяват се "въздушни капани".»). « Въздушни капани“ са изключително опасни, тъй като значително увеличават риска от белодробна баротравма както при продължително потапяне, така и при изкачване, особено при неспазване на режима и скоростта на изкачване. Най-често такива „капани“ се образуват от водолази, които са под водата във вертикално положение. Има още един нюанс, свързан с вертикалното положение на водолаза. Това е хетерогенността на газообмена във вертикално положение: под въздействието на гравитацията кръвта навлиза в долните части на белите дробове, а газовата смес се натрупва в горните части, изчерпани от кръв. Ако водолазът е под вода в хоризонтално положение, с лицето надолу, относителната стойност на алвеоларната вентилация се увеличава значително в сравнение с вертикалното му положение, подобрява се обменът на газ и насищането на артериалната кръв с кислород.

По време на периода на декомпресия и известно време след него, жизненият капацитет също изглежда намален поради повишен кръвен поток в белите дробове.

Влияе негативно на дихателната системаСъществува и фактът, че въздухът, идващ от цилиндрите, обикновено е студен и практически не съдържа влага. Вдишването на студен газ може да причини проблеми с дишането, изразяващи се в треперене на дихателната мускулатура, болка в гърдите, повишена секреция на лигавицата на носа, трахеята и бронхите и затруднено дишане. При плуване в студена вода проблемът с отделянето на слуз става особено остър: затрудняват се преглъщателните движения, необходими за изравняване на налягането в кухината на средното ухо. И поради факта, че входящият въздух практически не съдържа влага, може да се развие дразнене на лигавиците на очите, носа, трахеята и бронхите. Утежняващ фактор тук е и охлаждането на тялото.

Докато се изкачвате в планините, налягането на кислорода във въздуха непрекъснато намалява, което води до спад в това налягане в алвеолите и, като следствие, до спад на напрежението на кислорода в кръвта. Ако напрежението на кислорода падне под 50-60 mmHg, насищането на хемоглобина с кислород започва да намалява много бързо.

Характеристики на физиологичните промени при дишане в планината

Повечето хора не изпитват проблеми с дишането в планината до надморска височина до 2,5 км. Това не означава, че на надморска височина от 2 км тялото е в същото състояние, както при барометрично налягане на морското равнище. Въпреки че на надморска височина до 3 km кръвта е наситена с кислород до не по-малко от 90% от капацитета си, напрежението на разтворения в кръвта кислород вече е намалено тук и това обяснява редица наблюдавани промени в дишането в планините . Те включват:

  • задълбочаване и леко учестяване на дишането;
  • повишен сърдечен ритъм и увеличен минутен обем;
  • леко увеличение на BCC;
  • повишено ново образуване на червени кръвни клетки;
  • малък спад в рецепторната възбудимост, който се открива само с много фини методи, който изчезва след два или три дни на определената надморска височина.

Всички тези промени по време на дишането в планината при здрав човек обаче са именно регулаторни процеси, чието нормално протичане осигурява работоспособност на височина. Не напразно престоят на надморска височина от 1-2 км понякога се използва като терапевтична техника в борбата срещу определени заболявания.

От височина 3 км, а при редица хора (при липса на мускулна работа) само от височина 3,5 км започват да се откриват различни нарушения, които зависят главно от промените в дейността на висшите центрове. При дишане в планината намалява напрежението на разтворения в кръвта кислород, намалява и количеството кислород, свързан с хемоглобина. Симптомите на респираторна хипоксия се появяват, когато насищането на кръвта с кислород падне под 85% от кислородния капацитет на кръвта. Ако насищането с кислород по време на респираторна хипоксия падне под 50-45% от кислородния капацитет, тогава настъпва смърт при човек.

Когато издигането до значителна височина става бавно (например при изкачване), се развиват симптоми на хипоксия, които не се откриват по време на бързо развиваща се хипоксия, което води до загуба на съзнание. В този случай, поради нарушение на висшата нервна дейност, се отбелязват умора, сънливост, треперене, задух, сърцебиене, често гадене и понякога кървене (височинна болест или планинска болест).

Промените в нервната активност могат да започнат дори преди количеството оксихемоглобин в кръвта да намалее, в зависимост от намаляването на напрежението на разтворения в кръвта кислород. При кучета понякога се наблюдават някои промени в нервната активност още на 1000 m, първо изразени в повишаване на условните рефлекси и отслабване на инхибиторните процеси в кората на главния мозък. На по-голяма надморска височина условните рефлекси намаляват и след това (на височина 6-8 км) изчезват. Намаляват и безусловните рефлекси. Инхибирането се увеличава в кората на главния мозък. Ако на ниска надморска височина (2-4 km) промените в условните рефлекси се забелязват само в началото, тогава при значителни височини нарушенията на условната рефлекторна дейност не намаляват с продължителна хипоксия, а по-скоро се задълбочават.

Промените в състоянието на мозъчната кора, причинени от хипоксия от дишането в планината, разбира се, засягат хода на всички физиологични функции. Инхибирането, развиващо се в кората, може да се прехвърли и в субкортикалните образувания, което засяга както нарушаването на двигателните актове, така и укрепването на рефлексите към импулсите от интерорецепторите.

Ограничение на височината

В зависимост от индивидуалните особености и тренировка надморската височина, на която се появяват дихателните смущения в планината, може да е различна, но тези смущения, макар и на различна надморска височина, задължително се срещат при всеки.

За здрави хора можем да посочим средно следната скала на височините, където настъпват определени функционални промени в тялото:

  • до надморска височина от 2,5 km, повечето хора (и някои хора до надморска височина от 3,5-4 km) не изпитват значителен дистрес. Насищането на кръвта с кислород тук е дори по-високо от 85% от кислородния капацитет, а промените в състоянието на тялото се характеризират само с повишена активност на дихателната и сърдечно-съдовата система, както и повишено новообразуване на червена кръв клетки;
  • на надморска височина 4-5 км започват да се отбелязват нарушения на висшата нервна дейност, регулиране на дишането и кръвообращението (еуфория или тежко здраве, лесна умора, дишане на Чейн-Стокс, рязко учестяване на сърдечната честота, понякога колапс) ;
  • на надморска височина от 6-7 km тези симптоми стават много сериозни за повечето хора, с изключение на специално обучените;
  • дишането в планината на височина 7-8 км винаги води до тежко състояние и е опасно за повечето хора, а надморска височина от 8,5 км е границата, над която човек не може да се издигне без да вдиша кислород.

При животни, които постоянно живеят в планините, има значително ненасищане на кръвта с кислород. Например при овце на надморска височина 4000 m насищането на кръвта с кислород е само около 65% от кислородния капацитет, но няма патологични симптоми на хипоксемия.