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高山探险系列|高原病(二)气候特点对人体的影响
气候特点对人体的影响
高原病(二)
高原气候
高原气候是指高原条件下形成的气候。全球中纬度和低纬度地区的著名高原,有中国的青藏高原、云贵高原、内蒙古高原和黄土高原,美国西部高原,南美玻利维亚高原和东非高原等。
由于它们的地理位置、海陆环境、海拔高度和高原形态上的差异,气候也各不相同,大气压随高度而变化,组成大气的各种气体的分压,亦随高度而变化,即随高度增加而递减。氧气分压也是如此。
高原地区大气压降低。大气中的含氧量和氧分压降低,人体肺泡内氧分压也降低,弥散入肺毛细血管血液中的氧将降低,动脉血氧分压和饱和度也随之降低。
当血氧饱和度降低到一定程度,即可引起各器官组织供氧不足,从而产生功能或器质性变化,进而出现缺氧症状,如头痛、头晕、记忆力下降、心慌、气短、发绀、恶心、呕吐、食欲下降、腹胀、疲乏、失眠、血压改变等。这也是各种高原病发生的根本原因。

图片来源:攀登域登山队,拍摄于2021珠峰南坡
1、低气压
大气压随高度的变化而变化,组成大气中各种气体的分压,也随高度的变化而变化。高原地区大气中的含氧量和氧分压随高度增加而递减,人体肺泡内氧分压也降低,因而动脉血氧分压和饱和度随之降低。

SaO2:动脉血氧饱和度,S代表比值,a代表动脉,O2说氧气的分子式。动脉血氧饱和度指动脉血中与氧气结合的血红蛋白,占全部血红蛋白的百分比,正常范围是95%-98%。由于动脉中氧气含量充足,所以大部分血红蛋白都与氧气结合,动脉血氧饱和度比较高。如果血氧饱和度低于正常,最常见的就是肺通气功能和换气功能出现问题,常见疾病有慢性支气管炎、支气管哮喘;肺换气功能出现的疾病,常见就是肺纤维化。
多种原因引起肺脏损伤时,间质会分泌胶原蛋白进行修补,如果过度修复,即成纤维细胞过度繁殖和细胞外基质大量聚集,就会形成肺纤维化。肺纤维化严重影响人体呼吸功能,表现为干咳、进行性呼吸困难(自觉气不够用),且随着病情和肺部损伤的加重,患者呼吸功能不断恶化。当大量没有气体交换功能的纤维化组织代谢肺泡,导致氧不能进入血液,患者呼吸不畅,缺氧,酸中毒,丧失劳动力,严重者最后可致死亡。
PiO2:吸入氧气分压
PaO2:动脉血氧分压:指以物理状态溶解在血浆内的氧分子所产生的张力,血氧分压与细胞利用氧气的情况有关。取决于吸入气体的氧分压和外呼吸的功能状态。
PvO2:静脉血氧分压:取决于组织摄氧和利用氧气的能力。
大气压(Pb)随海拔高度上升而降低,海拔没升高100米,大气压降低7.45mmHg,而水的沸点则下降0.33度。由于组成大气的各气体成分的体积百分比从海平面直到对流层保持恒定不变,但随大气压降低,大气中单位体积的氧分子密度降低,由氧所产生的压力降低,人体吸入的空气经过呼吸道时被水蒸气饱和,所以吸入气的氧分压要低于大气氧分压,而肺泡气氧分压由于受呼吸影响,肺内气体交换、氧在血液的运输、组织氧的弥散等都将收到影响,从而引起组织、细胞供氧不足,造成机体缺氧。高原缺氧属于低张性缺氧,海拔越高,缺氧越重。

2、寒冷干燥、
高原环境对人体另外一种威胁就说寒冷。每上升1000米气温平均下降6.5度。高原地区空气稀薄、干燥少云。白天地面接收大量的太阳辐射能量,近地面层气温上升迅速,晚上地面散热极快,气温急剧下降。
干燥。高原风速大,体表散失的水分明显高于平原,劳动和剧烈活动时呼吸加深、加快及出汗水分散出更多。由于高原缺氧及寒冷利尿因素的影响,使机体水分含量减少,致使呼吸道黏膜和全身皮肤异常干燥,防御能力降低,容易发生咽炎、干咳、口唇干裂、鼻出血和手足裂等。
湿度。大气压低,水蒸气压也低,空气中的水分随着海拔高度增加而递减,海拔越高越干燥,青藏高原平均相对湿度不到50%,冬季常为零。
辐射。高原空气稀薄,水汽及尘埃较小,紫外线被大气吸收减少,辐射强度增加。紫外线是太阳辐射中的组成部分,波长范围200-400(纳米nm),在海拔4000米以上,紫外线较平面增加2.5倍。海拔1500米以上,每升高300米紫外线强度增加4%。
3、医学研究
国际上最早建立并正式命名的实验室是1901年欧洲阿尔卑斯山脉的玫瑰峰顶建立的珍珠室。

1、制作第一个登山携氧装置。1922年英国科学家George Finch和Brigardier Bruce领导的登山队员在吸氧情况下攀登到8353米,这是人类历史上第一次应用氧气攀登珠峰,携氧装置由4个氧气筒组成,总重量为40磅(约18.14kg)。
2、第一次不吸氧攀登8530米。1924年6月Norton和Somervell等英美登山爱好者第一次不吸氧攀登到珠峰8530米。
3、第一次不吸氧攀登珠峰。意大利Messner和奥地利Habeler1978年5月7日凌晨5:30从8500米5号营地出发13点从南坡登顶珠峰。

图片来源:攀登域登山队,拍摄于2021年珠峰南坡昆布冰川

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