3. Дыхание при пониженном атмосферном давлении

Понижение атмосферного давления (в естественных условиях это наиболее выражено в горах) не влияет на концентрацию содержащихся в воздухе газов, но уменьшает их парциальные давления. Например, высоте 6000 м (над уровнем моря) соответствует атмосферное давление 355 мм рт. ст., парциальное давление кислорода при этом приближается к 70 мм. рт. ст. (на уровне моря оно составляет не менее 150 мм рт. ст.) и уже не может обеспечить полное насыщение проходящей через малый круг крови кислородом. В этом случае увеличение содержания кислорода в артериальной крови животных наряду с гипервентиляцией легких, достигается за счет физиологического эритроцитоза, способствующего увеличению содержания гемоглобина в крови и, следовательно, росту ее кислородной емкости. На первом этапе это обеспечивается за счет выхода эритроцитов из кровяных депо в циркулирующую кровь, а затем, под влиянием выделяемого почками при гипоксии гормона эритропоэтина, усиливается образование юных форм эритроцитов в красном костном мозге (приблизительно к третьему дню эритроцитоз достигает максимума). Тестостерон и пролактин усиливают действие эритропоэтина, а эстрогены ослабляют. Поэтому у самок физиологический эритроцитоз менее выражен.

Наряду с гипоксией, в условиях высокогорья у животных растет альвеоло-капиллярный градиент для двуокиси углерода и она быстрее, чем при нормальном атмосферном давлении, выходит в окружающую среду, а ее содержание в крови становится пониженным.

Недостаток кислорода в крови рефлекторно учащает дыхания, что еще в большей степени ускоряет вымывания двуокиси углерода из крови. Это снижает возбудимость дыхательного центра, и его стимуляция гипоксией становится недостаточной для удовлетворения потребности организма в кислорода. По мере снижения атмосферного давления, перечисленные явления нарастают и вызывают горную, или высотную, болезнь. Неадаптированные к высокогорью животные, даже в состоянии полного физического покоя быстро становятся неработоспособны и заболевают на высоте выше 4000 м. Если же эти животные будут дышать воздухом с повышенным (до 3%) содержанием углекислого газа (или чистым кислородом), то высотная болезнь в горах не разовьется.

При длительном пребывании на больших высотах, например при жизни в высокогорных местностях, наблюдается акклиматизация к пониженному атмосферному давлению. Она в первую очередь обусловлена: повышением КЕК (за счет физиологического эритроцитоза), гипервентиляцией легких и понижением чувствительности клеток организма к недостатку кислорода. Это позволяет привычным к высокогорью животным сохранять работоспособность даже на высоте 7000 м (этой высоте соответствует атмосферное давление 316 мм рт. ст.).

Животным, длительно обитающим на больших высотах, свойственно высокое содержание гемоглобина в крови. Например, у собак, выросших на высоте 4500 м, гемоглобина в крови на 40%, а миоглобина в мышцах на 67% больше, чем у собак, постоянно живущих на равнине. Высокогорные бараны архары и козлы имеют мощные рога, масса которых достигает 30 кг (почти 20% общей массы животного). В их костномозговыми полостях вырабатываются дополнительные эритроциты и гемоглобин, которые необходимы для обеспечения газообмена на высоте 4-5 тыс. м.