Человеческий организм - сложная саморегулирующаяся и самоподдерживающаяся система. На всякое нарушение внешних условий он отвечает соответствующими приспособительными реакциями, направленными на восстановление обычных свойств внутренней среды или кратковременное увеличение функциональной активности различных физиологических систем.
Реакция организма на пониженное парциальное давление кислорода определяется внезапностью кислородного голодания (скорость набора высоты), степенью кислородного голодания (величина парциального давления), его продолжительностью и физическим состоянием организма. Кроме того, имеют значение пол, возраст, интенсивность выполняемой физической работы, прошлый высотный опыт и некоторые Другие факторы.
Если в общем смысле процесс восстановления равновесия деятельности организма с условиями внешней среды определяется понятием адаптации, то под акклиматизацией понимается адаптация к высоте в естественных условиях высокогорья.
Основной формой такой адаптации являются перестройка и усиление деятельности всех физиологических систем, ответственных за доставку кислорода: дыхательной, сердечно-сосудистой и кроветворной. Управляется процесс адаптации центральной нервной системой, чутко реагирующей на снабжение кислородом (на единицу массы мозговая ткань потребляет кислорода в 30 раз больше, чем мышечная).
С высотой подъема непрерывно увеличивается минутный объем дыхания за счет большой его частоты и глубины. После адаптации эти изменения нивелируются.
Растет объем и скорость движения крови с преимущественным снабжением жизненно важных органов - головного мозга и сердца. Мобилизуются резервы кроветворящих органов - селезенки, печени, открываются ранее закрытые капилляры. Одним из важнейших показателей успешной адаптации к условиям высокогорья считается нормализация частоты сердечных сокращений в покое или при незначительных физических нагрузках.
Кислородная емкость крови возрастает за счет увеличения гемоглобина и других показателей системы крови. Сдвиги функциональной деятельности головного мозга по мере набора высоты проявляются уже на уровне 2000 м. На больших высотах развивается разлитое торможение, а на 4000-5000 м - гипоксия, неблагоприятно воздействуя на внимание, память, мышление, психику, может привести человека к потере способности критически оценивать обстановку и собственное состояние.
Крайние, патологические, проявления гипоксии квалифицируют как горную болезнь. О ее симптомах, профилактике и методах лечения рассказывается в соответствующих разделах этой книги.
Акклиматизация к горным условиям - в значительной мере управляемый процесс. Он продолжается в течение всего периода пребывания на высоте, хотя и в снижающемся темпе. Но максимальный эффект от акклиматизации возможен лишь до высот 5000-5500 м. На больших высотах человек не достигает стабильной фазы адаптации. В настоящее время как наиболее эффективная система акклиматизации принята так называемая тактика пилы, предусматривающая подъемы на все возрастающие высоты, интенсивную работу на этих высотах и спуск для реабилитации в нижерасположенные базы, уровень которых также ступенчато повышается.
На этой системе основана тактика высотных восхождений, она же положена в основу учебных программ при подготовке альпинистов всех разрядов.
Следующим по значению биоклиматическим фактором, определяющим условия деятельности человека в горах, является общее понижение температуры воздуха с высотой. Средний вертикальный градиент температуры составляет около 6 гр/км в свободной атмосфере, меняясь по климатическим зонам и сезонам, а также под влиянием типа воздушных масс, характера господствующих ветров, радиационных и турбулентных теплообменных процессов, местных топографических и ландшафтных факторов. Последнее обстоятельство особо важно для минимальных температур. Так, если в летнее время на уровне моря в средних широтах температура воздуха 15 гр, то на высоте 1000 м только 8 гр, а на высоте 6000 м уже -24 гр. Способность человека переносить холод может быть охарактеризована его энергетическим балансом. Температура тела человека поддерживается на постоянном уровне путем регулирования теплоотдачи в зависимости от внешних условий и характера его деятельности. Выделяющееся в организме тепло определяется в основном количеством и калорийностью усваиваемой пищи, затем передается к мускулам и кожным покровам путем теплопроводности и циркуляции крови. Поверхность же тела теряет тепло через излучение, теплопроводность, конвекцию и испарение.
В холодном и сухом климате высокогорья потери тепла путем теплопроводности и испарения достигает 20% общих потерь тепла. С этим связано обезвоживающее воздействие высоты. Сильное влияние на конвективную потерю тепла с поверхности тела оказывает ветер. Исследования показывают, что температура воздуха при штиле и адекватная ей по воздействию на человеческий организм температура при различной скорости ветра разнятся очень значительно.
Например, температура воздуха -15 гр при скорости ветра 15-16 м/сек по охлаждающему воздействию эквивалентна -40 гр. Более подробные данные можно найти в соответствующей литературе. При ветреной влажной погоде охлаждение обычно усиливается.
Организм отвечает похолоданию внешней среды соответствующими физиологическими реакциями. К последним относится дрожь, которая в 4-5 раз увеличивает количество тепла, производимого мускулатурой, а также сужение кровеносных сосудов в конечностях.
Увеличение легочной вентиляции, связанное с гипоксией, увеличивает и отдачу тепла через легкие. Нехватка кислорода может нарушить деятельность нервного центра терморегуляции, что, в свою очередь, может служить причиной переохлаждения. На больших высотах, по наблюдениям альпинистов, пользование кислородом согревает организм. Можно утверждать, что совместное воздействие на организм холода, сухости воздуха и недостатка кислорода приводит к тому, что холодовые поражения при тех же температурах наступают чаще на больших высотах.
Кроме того, следует иметь в виду, что наличие снежного покрова, повышенная активность ультрафиолетовой части солнечной радиации и ее отражения от поверхности снега могут привести к снежной слепоте и чувствительным ожогам кожи лица.
Соответствующим образом сконструированная одежда может заметно уменьшить теплоотдачу. Подсчитано, что теплоизоляция одежды в полярных и альпийских условиях может в 6-10 раз превышать теплоизоляцию кожного покрова человека. Однако при ветре 12 м/сек теплоизоляция даже специальной ветрозащитной одежды уменьшается на 30-40%. Теплозащитные свойства влажной одежды могут уменьшиться в 3-5 раз по сравнению с сухой.
Конструируя одежду и подбирая толщину теплоизолируемых материалов) следует знать, что при физической работе кожа и мышцы генерируют до 75% всей теплопродукции, грудная клетка и живот -22%, а мозг - только 3%. В покое же теплопродукция мозга возрастает до 16%, а корпуса-до 56%. Поэтому, когда человек не работает, голова и особенно туловище должны быть хорошо закрыты. Возможности адаптации человека к холоду пока недостаточно изучены, но известно, например, что некоторые жители приполярных и высокогорных районов, полярные исследователи, рыбаки обладают известной способностью выносить сильное локальное охлаждение рук и ног за счет соответствующих физиологических изменений. Несомненна также польза закаливающих упражнений.
Деятельность альпинистов происходит в описанных выше специфических климатогеографических условиях высокогорья, значительно отличающихся от привычных большинству людей условий равнины. Естественные природные явления, непрерывно происходящие независимо от воли и желания человека, а иногда и спровоцированные им, взаимодействуя и совмещаясь друг с другом, чреваты возникновением опасных для него ситуаций.
Вероятность таких ситуаций зависит прежде всего от квалификации альпинистской группы и ее отдельных участников, от знания ими условий высокогорья, умения прогнозировать опасные явления, разносторонней физической, технической, психологической и тактической подготовки, от способности действовать коллективно для достижения одинаково понимаемой цели и т.п.
Другими словами, основными причинами аварийных ситуаций являются люди со всеми их достоинствами и недостатками, и деление, как часто делается, на объективные и субъективные причины по меньшей мере малообоснованно. Исключением могут быть только стихийные бедствия (землетрясение, шаровая молния и пр.) и не столь частые происшествия, которые можно отнести к общепринятому понятию "несчастный случай". Многочисленные попытки анализа происшествий в горах, предпринимавшиеся разными исследователями (даже учитывая существенные недостатки методики сбора и обработки данных), достаточно убедительно подтверждают это положение.
Недавно возникла и продолжает развиваться научная дисциплина психология безопасности, изучающая с этой точки зрения деятельность человека в областях, где присутствуют в той или иной мере элементы риска и опасности. С интересными попытками применить предлагаемый этой наукой системный анализ факторов безопасности к альпинизму читатель может ознакомиться в методических пособиях В.В.Винокурова, И.А.Мартынова, В.Д.Саратовкина.
Пользуясь современной терминологией, вся полнота системы безопасной деятельности в альпинизме рассматривается как взаимодействие трех подсистем: с одной стороны, человеческий коллектив со всеми его ресурсами, с другой - объективные условия деятельности, а связывает их подсистема организация безопасной деятельности, включая опыт, организационные и профилактические вопросы, обучение, воспитание и все остальные средства, формирующие квалификацию альпиниста.