Зона смерти

В альпинизме зона смерти относится к высотам выше определенной точки, где давление кислорода недостаточно для поддержания человеческой жизни в течение длительного периода времени. Эта точка обычно обозначается как 8000 м (26000 футов), где атмосферное давление составляет менее 356 миллибар (10,5 дюймов рт. ст.; 5,16 фунтов на квадратный дюйм). ^[1] Концепция была придумана в 1953 году Эдуардом Висс-Дюнаном , швейцарским врачом, который назвал ее « летальной зоной» . ^[2] Все 14 вершин выше 8000 м («восьмитысячники») зоны смерти расположены в Гималаях и Каракоруме в Азии.

Многие смертельные случаи в высотном альпинизме были вызваны воздействием зоны смерти, либо напрямую из-за потери жизненно важных функций, либо косвенно из-за неправильных решений, принятых в условиях стресса (например, не повернуть назад в ухудшающихся условиях или неправильно прочитать маршрут восхождения ). или физическое ослабление, приводящее к несчастным случаям (например, падениям). Длительное пребывание на высоте более 8000 м (26000 футов) без дополнительного кислорода приведет к ухудшению функций организма и смерти. ^[3]^[4]^[5]

Физиологическая основа

Человеческое тело обладает оптимальной выносливостью на высоте ниже 150 м (490 футов). ^[6] Концентрация кислорода (O ₂ ) в воздухе составляет 20,9%, поэтому парциальное давление O ₂ (PO ₂ ) на уровне моря составляет около 21,2 кПа (6,3 дюйма рт. ст.; 3,07 фунтов на квадратный дюйм). В здоровомУ людей это насыщает гемоглобин , красный пигмент, связывающий кислород в эритроцитах . ^[7]

Атмосферное давление уменьшается с высотой, в то время как доля O ₂ остается постоянной примерно до 85 км (53 миль), поэтому PO ₂ также уменьшается с высотой. Это примерно половина его значения на уровне моря на высоте 5500 м (18 000 футов), высоте базового лагеря Эвереста , и менее трети на высоте 8 849 м (29 032 фута), вершине горы Эверест. ^[8] Когда PO ₂ падает, организм реагирует акклиматизацией к высоте . ^[9] Производятся дополнительные эритроциты; сердце бьется быстрее; угнетаются второстепенные функции организма, снижается эффективность переваривания пищи (поскольку организм подавляет пищеварительную систему в пользу увеличения своих сердечно-легочных резервов); ^[10] и человек дышит глубже и чаще. Но акклиматизация требует дней или даже недель. Неспособность акклиматизироваться может привести к высотной болезни , включая высотный отек легких ( HAPE ) или отек мозга ( HACE ). ^[11]^[12]

Люди выжили в течение 2 лет на высоте 5950 м (19 520 футов) [475 миллибар (14,0 дюймов рт. ст.; 6,89 фунтов на квадратный дюйм) атмосферного давления], что, по-видимому, близко к пределу постоянно допустимой максимальной высоты. ^[13] На экстремальных высотах, выше 7500 м (24 600 футов) [383 миллибара (11,3 дюйма рт. ст.; 5,55 фунтов на квадратный дюйм) атмосферного давления], сон становится очень трудным, переваривание пищи практически невозможно, а риск HAPE или HACE значительно возрастает. ^[11]^[14]^[15]

Баллонный кислород может помочь альпинистам выжить в зоне смерти

В зоне смерти и выше ни один человеческий организм не может акклиматизироваться. Организм расходует запасы кислорода быстрее, чем их можно пополнить. Длительное пребывание в зоне без дополнительного кислорода приведет к ухудшению функций организма, потере сознания и, в конечном итоге, к смерти. ^[1]^[4]^[5] Ученые из Института высокогорной патологии в Боливии оспаривают существование зоны смерти, основываясь на наблюдении за крайней толерантностью к гипоксии у пациентов с хронической горной болезнью и у нормальных плодов внутриутробного развития, у которых уровни pO ₂ аналогичны уровням при вершина Эвереста. ^[16]

Альпинисты используют дополнительный кислород в зоне смерти, чтобы уменьшить вредные последствия. Кислородный аппарат открытого типа был впервые испытан во время в 1922 и 1924 годах британских экспедиций на Эверест ; баллонный кислород, взятый в 1921 году , не использовался (см. Джорджа Финча и Ноэля Оделла ). В 1953 году первая штурмовая группа Тома Бурдиллона и Чарльза Эванса использовала кислородные аппараты замкнутого цикла. Вторая (успешная) партия Эда Хиллари и Тенцинга Норгея использовала кислородные аппараты открытого типа; после десяти минут фотографирования на вершине без включенного кислорода Хиллари сказала, что он «стал довольно неуклюжим и медлительным». ^[17]

Физиолог Гриффит Пью участвовал в экспедициях 1952 и 1953 годов по изучению воздействия холода и высоты; он рекомендовал акклиматизироваться на высоте более 4600 м (15 000 футов) в течение как минимум 36 дней и использовать оборудование замкнутого цикла. Далее он изучал способность к акклиматизации в течение нескольких месяцев в экспедиции Серебряной Хижины в Гималаи в 1960–61 годах.

В 1978 году Райнхольд Месснер и Петер Хабелер совершили первовосхождение на Эверест без дополнительного кислорода.

Известные катастрофы

Несколько экспедиций столкнулись с катастрофой в зоне смерти, которая привела к многочисленным жертвам, в том числе:

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б «Эверест: Зона смерти» . Нова . ПБС. 24 февраля 1998 г.
^ Висс-Дюнан, Эдуард (1953). «Акклиматизация» (PDF) . Горный мир : 110–117 . Проверено 10 марта 2013 г.
^ Дарак, Эд (2002). Дикие ветры: приключения в самых высоких Андах . Эд Дарак. п. 153. ИСБН 978-1-884980-81-7 . ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ Jump up to: ^а ^б Хьюи, Рэймонд Б.; Эгускица, Ксавье (2 июля 2001 г.). «Ограничения возможностей человека: повышенные риски в высоких горах» . Журнал экспериментальной биологии . 204 (18): 3115–9. дои : 10.1242/jeb.204.18.3115 . ПМИД 11581324 .
^ Jump up to: ^а ^б Грокотт, Майкл П.В.; Мартин, Дэниел С.; Леветт, Денни З.Х.; МакМорроу, Роджер; Виндзор, Джереми; Монтгомери, Хью Э. (2009). «Газы артериальной крови и содержание кислорода у альпинистов на Эвересте» (PDF) . N Engl J Med . 360 (2): 140–9. doi : 10.1056/NEJMoa0801581 . ПМИД 19129527 .
^ Хэмлин, MJ; Хопкинс, В.Г.; Холлингс, Южная Каролина (2015). «Влияние высоты на результативность элитных легкоатлетов». Международный журнал спортивной физиологии и производительности . 10 (7): 881–887. дои : 10.1123/ijspp.2014-0261 . ПМИД 25710483 .
^ «Гипоксия, кислород и пульсоксиметрия» (PDF) . Пульсоксиметр FlightState . Проверено 29 декабря 2006 г.
^ «Введение в атмосферу» . PhysicalGeography.net . Проверено 29 декабря 2006 г.
^ Муза, СР; Фулко, CS; Саймерман, А (2004). «Руководство по высотной акклиматизации» (PDF) . Исследовательский институт армии США. Технический отчет Отдела экологической медицины, Термальной и горной медицины ( USARIEM-TN-04-05 ) . Проверено 5 марта 2009 г.
^ Вестертерп, Клаас (1 июня 2001 г.). «Энергетический и водный баланс на большой высоте» . Новости физиологических наук . 16 (3): 134–137. doi : 10.1152/физиологияонлайн.2001.16.3.134 . ПМИД 11443234 . S2CID 26524828 .
^ Jump up to: ^а ^б Саймерман, А; Рок, ПБ. «Медицинские проблемы в условиях высокогорья. Справочник для медицинских работников» . Исследовательский институт армии США. Технический отчет отдела экологической медицины, термальной и горной медицины. УСАРИЕМ-TN94-2 . Проверено 5 марта 2009 г.
^ «Руководство для активного отдыха на большой высоте: акклиматизация и болезни» . Обучение оказанию первой помощи и технике безопасности на открытом воздухе . Проверено 29 декабря 2006 г.
^ Уэст, Дж. Б. (2002). «Высшее постоянное человеческое жилище». Высотная медицинская биология . 3 (4): 401–407. дои : 10.1089/15270290260512882 . ПМИД 12631426 .
^ Роуз, MS; Хьюстон, CS; Фулко, CS; Коутс, Дж; Саттон, младший; Саймерман, А (1988). «Операция Эверест. II: Питание и состав тела» . Дж. Прил. Физиол . 65 (6): 2545–51. дои : 10.1152/яп.1988.65.6.2545 . ПМИД 3215854 . Проверено 5 марта 2009 г.
^ Кайзер Б (1992). «Питание и высотное воздействие». Int J Sports Med . 13 (Приложение 1): S129–32. дои : 10.1055/s-2007-1024616 . ПМИД 1483750 . S2CID 5787317 .
^ Зубьета-Кастильо, Г.; Зубьета-Каллеха, Греция; Зубиета-Каллеха, Л.; Зубьета-Кастильо, Нэнси (2008). «Факты, доказывающие, что адаптация к жизни на экстремальной высоте (8842 м) возможна» (PDF) . Адаптационная биология и медицина . 5 (Приложение 5): 348–355.
^ Хант, Джон (1953). Восхождение на Эверест . Лондон: Ходдер и Стоутон. п. 206 .

[PBS-1] Jump up to: ^а ^б «Эверест: Зона смерти» . Нова . ПБС. 24 февраля 1998 г.

[2] Висс-Дюнан, Эдуард (1953). «Акклиматизация» (PDF) . Горный мир : 110–117 . Проверено 10 марта 2013 г.

[Darack-3] Дарак, Эд (2002). Дикие ветры: приключения в самых высоких Андах . Эд Дарак. п. 153. ИСБН 978-1-884980-81-7 . ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[Huey-4] Jump up to: ^а ^б Хьюи, Рэймонд Б.; Эгускица, Ксавье (2 июля 2001 г.). «Ограничения возможностей человека: повышенные риски в высоких горах» . Журнал экспериментальной биологии . 204 (18): 3115–9. дои : 10.1242/jeb.204.18.3115 . ПМИД 11581324 .

[Grocott-5] Jump up to: ^а ^б Грокотт, Майкл П.В.; Мартин, Дэниел С.; Леветт, Денни З.Х.; МакМорроу, Роджер; Виндзор, Джереми; Монтгомери, Хью Э. (2009). «Газы артериальной крови и содержание кислорода у альпинистов на Эвересте» (PDF) . N Engl J Med . 360 (2): 140–9. doi : 10.1056/NEJMoa0801581 . ПМИД 19129527 .

[6] Хэмлин, MJ; Хопкинс, В.Г.; Холлингс, Южная Каролина (2015). «Влияние высоты на результативность элитных легкоатлетов». Международный журнал спортивной физиологии и производительности . 10 (7): 881–887. дои : 10.1123/ijspp.2014-0261 . ПМИД 25710483 .

[7] «Гипоксия, кислород и пульсоксиметрия» (PDF) . Пульсоксиметр FlightState . Проверено 29 декабря 2006 г.

[8] «Введение в атмосферу» . PhysicalGeography.net . Проверено 29 декабря 2006 г.

[Acclimatization-9] Муза, СР; Фулко, CS; Саймерман, А (2004). «Руководство по высотной акклиматизации» (PDF) . Исследовательский институт армии США. Технический отчет Отдела экологической медицины, Термальной и горной медицины ( USARIEM-TN-04-05 ) . Проверено 5 марта 2009 г.

[10] Вестертерп, Клаас (1 июня 2001 г.). «Энергетический и водный баланс на большой высоте» . Новости физиологических наук . 16 (3): 134–137. doi : 10.1152/физиологияонлайн.2001.16.3.134 . ПМИД 11443234 . S2CID 26524828 .

[MedicalProblems-11] Jump up to: ^а ^б Саймерман, А; Рок, ПБ. «Медицинские проблемы в условиях высокогорья. Справочник для медицинских работников» . Исследовательский институт армии США. Технический отчет отдела экологической медицины, термальной и горной медицины. УСАРИЕМ-TN94-2 . Проверено 5 марта 2009 г.

[12] «Руководство для активного отдыха на большой высоте: акклиматизация и болезни» . Обучение оказанию первой помощи и технике безопасности на открытом воздухе . Проверено 29 декабря 2006 г.

[13] Уэст, Дж. Б. (2002). «Высшее постоянное человеческое жилище». Высотная медицинская биология . 3 (4): 401–407. дои : 10.1089/15270290260512882 . ПМИД 12631426 .

[pmid3215854-14] Роуз, MS; Хьюстон, CS; Фулко, CS; Коутс, Дж; Саттон, младший; Саймерман, А (1988). «Операция Эверест. II: Питание и состав тела» . Дж. Прил. Физиол . 65 (6): 2545–51. дои : 10.1152/яп.1988.65.6.2545 . ПМИД 3215854 . Проверено 5 марта 2009 г.

[pmid1483750-15] Кайзер Б (1992). «Питание и высотное воздействие». Int J Sports Med . 13 (Приложение 1): S129–32. дои : 10.1055/s-2007-1024616 . ПМИД 1483750 . S2CID 5787317 .

[nodeath-16] Зубьета-Кастильо, Г.; Зубьета-Каллеха, Греция; Зубиета-Каллеха, Л.; Зубьета-Кастильо, Нэнси (2008). «Факты, доказывающие, что адаптация к жизни на экстремальной высоте (8842 м) возможна» (PDF) . Адаптационная биология и медицина . 5 (Приложение 5): 348–355.

[17] Хант, Джон (1953). Восхождение на Эверест . Лондон: Ходдер и Стоутон. п. 206 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

v т и Респираторная физиология
Respiration	breath inhalation exhalation obligate nasal breathing respiratory rate respirometer pulmonary surfactant compliance elastic recoil hysteresivity airway resistance bronchial hyperresponsiveness constriction dilatation mechanical ventilation
Control	pons pneumotaxic center apneustic center medulla dorsal respiratory group ventral respiratory group chemoreceptors central peripheral pulmonary stretch receptors Hering–Breuer reflex
Lung volumes	VC FRC Vt dead space CC PEF calculations respiratory minute volume FEV1/FVC ratio Lung function tests spirometry body plethysmography peak flow meter nitrogen washout
Circulation	pulmonary circulation hypoxic pulmonary vasoconstriction pulmonary shunt
Interactions	ventilation (V) Perfusion (Q) Ventilation/perfusion ratio V/Q scan zones of the lung gas exchange pulmonary gas pressures alveolar gas equation alveolar–arterial gradient hemoglobin oxygen–hemoglobin dissociation curve (Oxygen saturation 2,3-BPG Bohr effect Haldane effect) carbonic anhydrase (chloride shift) oxyhemoglobin respiratory quotient arterial blood gas diffusion capacity (DLCO)
Insufficiency	high altitude death zone oxygen toxicity hypoxia