特に南アメリカのアンデス山脈やチベット高原の都市や村では、多くの人々が高地で働いています。 これらの人々の大半は、この地域に何年も、おそらく数世代にわたって住んでいるハイランダーです。 仕事の多くは、家畜の世話など、本質的に農業に関連しています。
ただし、この記事の焦点は異なります。 最近は標高3,500～6,000mで商業活動が盛んになっています。 例としては、標高約 4,500 m のチリとペルーの鉱山が挙げられます。 これらの鉱山のいくつかは非常に大規模で、1,000 人以上の労働者を雇用しています。 別の例は、ハワイのマウナケアにある標高 4,200 m の望遠鏡施設です。
伝統的に、南アメリカのアンデスの高地の鉱山は、スペインの植民地時代にさかのぼるものもあり、何世代にもわたって高地に住んでいた先住民によって働いてきました。 しかし最近では、海面からの労働者の使用が増えています。 この変更にはいくつかの理由があります。 4,500 つは、これらの僻地に鉱山を運営するのに十分な人員がいないことです。 同様に重要な理由は、鉱山がますます自動化されるにつれて、熟練した人々が大型掘削機、ローダー、トラックを操作する必要があり、地元の人々が必要なスキルを持っていない可能性があることです. XNUMX つ目の理由は、これらの鉱山を開発する経済性です。 以前は、労働者の家族と、学校や病院などの必要な付帯施設を収容するために、鉱山の近くに町全体が設置されていましたが、現在では、家族が海面に居住し、労働者が住むことが望ましいと考えられています。鉱山に通勤。 これは純粋に経済的な問題ではありません。 標高 XNUMX m での生活の質は、標高の低い地域よりも低くなります (例: 子供の成長はより遅くなります)。 したがって、労働者が高地に通勤している間、家族を海面に留めておくという決定には、健全な社会経済的根拠があります。
労働力が海面から標高約 4,500 m に移動する状況は、多くの医学的問題を引き起こしますが、その多くは現時点では十分に理解されていません。 確かに、海面から標高 4,500 m まで旅行するほとんどの人は、最初に急性高山病の症状を発症します。 高所への耐性は、最初の XNUMX ～ XNUMX 日で改善されることがよくあります。 しかし、これらの高度の重度の低酸素症は、体に多くの有害な影響を及ぼします. 最大作業能力が低下し、人々はより急速に疲労します。 精神的効率が低下し、多くの人が集中するのがはるかに困難になる. 睡眠の質はしばしば悪く、頻繁な覚醒と周期的な呼吸 (毎分 XNUMX ～ XNUMX 回の呼吸の増減) により、動脈の PO が2 無呼吸または呼吸の減少の期間に続いて、低レベルに低下します。
高所への耐性は個人差が大きく、誰が高所に不耐性になるかを予測することは非常に困難です。 高度 4,500 m で働きたいと思っているかなりの数の人々が、それができないか、生活の質が非常に悪く、その高度にとどまることを拒否しています。 高地に耐えられる可能性が高い労働者の選択、および高地と海面での家族との期間の間の作業のスケジューリングなどのトピックは比較的新しく、よく理解されていません.
採用試験
高地での作業は呼吸器系と心血管系に大きな負荷をかけるため、通常の雇用前検査に加えて、心肺系に特別な注意を払う必要があります。 早期の慢性閉塞性肺疾患や喘息などの病状は、高所では換気が高いため、はるかに身体に障害を与えるため、特に注意する必要があります。 初期の気管支炎の症状を伴うヘビースモーカーは、高地に耐えるのが難しい可能性があります. 胸部 X 線写真を含む通常の胸部検査に加えて、強制スパイロメトリーを測定する必要があります。 高地では運動不耐性が誇張されるため、可能であれば運動テストを実施する必要があります。
心血管系は、可能であれば運動心電図を含めて慎重に検査する必要があります。 異常な程度の貧血または多血症の労働者を除外するために、血液検査を行う必要があります。
高地での生活は、多くの人々の心理的ストレスを増大させます。過去に問題行動を起こした可能性のある労働者を除外するために、慎重な病歴をとらなければなりません。 高地にある近代的な鉱山の多くは乾燥しています (アルコールは許可されていません)。 消化器系の症状は、高所にいる一部の人々によくみられ、消化不良の病歴がある労働者はうまくいかないかもしれません.
高地に耐える作業者の選択
高地での作業がうまくいかない可能性のある、肺や心臓の病気を患っている労働者を除外することに加えて、誰が高地によく耐えられるかを判断するためのテストを実施できれば、非常に価値があります。 残念なことに、現時点でかなりの研究が行われていますが、高高度に対する耐性の予測因子については現時点ではほとんどわかっていません。
高地への耐性の最良の予測因子は、おそらく高地での以前の経験です。 高度 4,500 m で数週間問題なく作業できた人は、再び同じことができる可能性が非常に高くなります。 同様に、高地での作業に耐えられなかった人は、次回も同じ問題に直面する可能性が非常に高くなります。 したがって、労働者を選択する際には、高地での成功した以前の雇用に大きな重点を置く必要があります。 ただし、この基準をすべての労働者に適用できるわけではないことは明らかです。
別の可能な予測因子は、低酸素に対する換気応答の大きさです。 これは、見込みのある労働者に低濃度の酸素を呼吸させ、換気の増加を測定することにより、海面で測定できます。 低酸素換気反応が比較的弱い人は、高地への耐性が低いという証拠がいくつかあります。 たとえば、Schoene (1982) は、14 人の高地登山者が、1981 人の対照者よりも有意に高い低酸素換気反応を示したことを示しました。 XNUMX年のエベレストへのアメリカ医学研究遠征でさらに測定が行われ、遠征前と遠征中に測定された低酸素換気反応が、山での高所でのパフォーマンスとよく相関していることが示されました（Schoene、Lahiri、およびHackett 1984）。 Masuyama、Kimura、および Sugita (1986) は、カンチェンジュンガで 8,000 m に到達した XNUMX 人の登山者は、到達しなかった XNUMX 人の登山者よりも高い低酸素換気反応を示したと報告しています。
ただし、この相関関係は決して普遍的なものではありません。 高地に行く 128 人の登山者の前向き研究では、低酸素換気反応の測定値は到達した高さと相関しませんでしたが、海面での最大酸素摂取量の測定値は相関していました (Richalet、Kerome、および Bersch 1988)。 この研究はまた、急性低酸素症に対する心拍数の反応が、高地でのパフォーマンスの有用な予測因子である可能性があることを示唆しています。 低酸素換気反応と極端な高度でのパフォーマンスとの間の相関関係が低いことを示す他の研究がありました (Ward、Milledge、および West 1995)。
これらの研究の多くの問題は、結果が主にここで関心のあるよりもはるかに高い高度に適用されることです. また、中程度の低酸素換気応答値を持ち、高地でうまくやっているクライマーの例もたくさんあります。 それにもかかわらず、異常に低い低酸素換気応答は、おそらく 4,500 m などの中高度でさえ耐えるための危険因子です。
海面での低酸素換気反応を測定する 24 つの方法は、最初に 7% の酸素、XNUMX% の二酸化炭素、および残りの窒素で満たされたバッグに被験者を再呼吸させることです。 PCO の再呼吸中2 可変バイパスと二酸化炭素吸収装置によって監視され、一定に保たれます。 再呼吸は、インスパイアされた PO まで続けることができます。2 約 40 mmHg (5.3 kPa) まで下がります。 動脈血酸素飽和度はパルス酸素濃度計で継続的に測定され、酸素飽和度に対して換気量がプロットされます (Rebuck and Campbell 1974)。 低酸素換気応答を測定する別の方法は、対象者が低酸素混合物を呼吸している間の気道閉塞の短い期間中の吸気圧を決定することです (Whitelaw、Derenne、および Milic-Emili 1975)。
高地への耐性のもう1982つの可能な予測因子は、海面での急性低酸素時の作業能力です。 ここでの理論的根拠は、急性低酸素症に耐えられない人は、慢性低酸素症に耐えられない可能性が高いということです. この仮説を支持する証拠も、反対する証拠もほとんどありません。 ソビエトの生理学者は、XNUMX 年のエベレスト遠征を成功させるための登山者の選択基準の XNUMX つとして、急性低酸素症への耐性を使用しました (Gazenko)。 1987）。 一方、環境順化に伴う変化は非常に深刻であるため、急性低酸素状態での運動能力と慢性低酸素状態での作業能力との相関が不十分であったとしても驚くことではありません。
別の可能な予測因子は、海面での急性低酸素症中の肺動脈圧の増加です。 これは、多くの人でドップラー超音波によって非侵襲的に測定できます。 この試験の主な理論的根拠は、高地肺水腫の発症と低酸素性肺血管収縮の程度との間の既知の相関関係です (Ward、Milledge、および West 1995)。 しかし、高地肺水腫は標高 4,500 m で働く人々ではまれであるため、この検査の実際的な価値には疑問があります。
労働者を選択するためのこれらのテストが実用的な価値があるかどうかを判断する唯一の方法は、海面で行われたテストの結果がその後の高高度に対する耐性の評価と相関する前向き研究です。 これにより、高高度耐性をどのように測定するかという問題が生じます。 これを行う通常の方法は、レイク ルイーズ質問票 (Hackett and Oelz 1992) などの質問票によるものです。 しかし、労働者は、高所への不耐性を認めると仕事を失う可能性があると認識しているため、この集団ではアンケートは信頼できない可能性があります。 仕事をやめること、無症候性肺水腫の徴候としての肺のラ音、および無症候性高所脳浮腫の徴候としての軽度の運動失調などの高所不耐症の客観的な尺度があることは事実です. ただし、これらの機能は、重度の高所不耐性を持つ人々にのみ見られ、そのような測定値のみに基づく前向き研究は非常に鈍感です.
高地での作業に対する耐性を決定するためのこれらの可能なテストの値は確立されていないことを強調する必要があります。 しかし、高地で満足のいく作業ができないかなりの数の労働者を引き受けることの経済的影響は、有用な予測因子を持つことが非常に価値があるようなものです. これらの予測因子のいくつかが価値があり実行可能かどうかを判断するための研究が現在進行中です。 低酸素に対する低酸素換気応答や、海面での急性低酸素時の作業能力などの測定は特に難しくありません。 ただし、それらは専門の検査室で行う必要があり、これらの調査の費用は、測定値の予測値が相当なものである場合にのみ正当化できます。
高高度と海抜の間のスケジューリング
繰り返しになりますが、この記事では、標高約 4,500 m の鉱山などの商業活動で、家族が住んでいる海面から通勤する労働者を雇用する場合に発生する特定の問題について取り上げます。 人々が高地に永住する場合、スケジューリングは明らかに問題ではありません。
高地と海面の間を移動するための最適なスケジュールを設計することは困難な問題であり、これまで採用されてきたスケジュールの科学的根拠はまだほとんどありません。 これらは主に、労働者が家族と再会する前に高地でどれくらいの時間を過ごすかなどの社会的要因に基づいています。
一度に数日を高地で過ごす主な医学的根拠は、順化によって得られる利点です。 高地に行った後に急性高山病の症状が出た人の多くは、1972 ～ 1982 日でかなり回復します。 したがって、この期間に急速な順応が起こっています。 さらに、低酸素に対する換気反応が定常状態に達するまでに XNUMX 日から XNUMX 日かかることが知られています (Lahiri XNUMX; Dempsey and Forster XNUMX)。 この換気の増加は、順化プロセスの最も重要な特徴の XNUMX つであるため、高地での作業期間を少なくとも XNUMX 日間とすることを推奨するのは合理的です。
高地順化のその他の機能は、おそらく開発にはるかに長い時間がかかります。 その一例が多血症で、定常状態に達するまでに数週間かかります。 ただし、多血症の生理学的価値は、かつて考えられていたよりもはるかに確実ではないことを付け加えておく必要があります。 実際、Winslow と Monge (1987) は、高度約 4,500 m の永住者に時々見られる重度の赤血球増加症は、数週間にわたって血液を除去することによってヘマトクリットが低下すると、仕事能力が増加する場合があるという点で逆効果であることを示しました。 .
もう 1972 つの重要な問題は、非順化率です。 理想的には、労働者は、家族と一緒に海面にいる間に高地で培った順応性をすべて失うべきではありません。 残念なことに、非順化速度に関する研究はほとんど行われていませんが、一部の測定では、非順化中の換気応答の変化速度は順化中よりも遅いことが示唆されています (Lahiri XNUMX)。
もう XNUMX つの実際的な問題は、労働者を海面から高地に移動させ、再び海面に戻すのに必要な時間です。 チリ北部のコラワシにある新しい鉱山では、ほとんどの家族が住むと予想される海岸沿いの町イキケから、バスでわずか数時間で鉱山に到着します。 ただし、労働者がサンティアゴに住んでいる場合、移動に XNUMX 日以上かかる場合があります。 このような状況下では、高地での XNUMX ～ XNUMX 日間という短い作業期間は、移動に時間を浪費するため、明らかに非効率的です。
社会的要因も、家族から離れた時間を含むスケジューリングにおいて重要な役割を果たします。 14 日間の順応期間が最適であるという医学的および生理学的な理由があるとしても、労働者が家族と XNUMX 日または XNUMX 日以上離れることを望まないという事実は、最優先の要因である可能性があります。 これまでの経験から、高地で XNUMX 日間、海面で XNUMX 日間、または高地で XNUMX 日間、海面で同じ期間というスケジュールが、おそらく最も受け入れられるスケジュールであることが示されています。
このタイプのスケジュールでは、作業員が高地に完全に順応したり、海面にいる間に完全に脱順応したりすることはありません。 そのため、彼は両極端の間で揺れ動くことに時間を費やし、どちらの状態からも完全な恩恵を受けることはありません。 さらに、一部の労働者は、海面に戻ったときに極度の疲労を訴え、最初の XNUMX、XNUMX 日を回復に費やします。 おそらくこれは、高地での生活の特徴である睡眠の質の悪さに関連している可能性があります. これらの問題は、最適なスケジュールを決定する要因に対する私たちの無知を浮き彫りにしており、この分野でさらに多くの作業が必要であることは明らかです.
どのようなスケジュールを使用するにせよ、労働者が職場よりも低い高度で眠ることができれば、非常に有利です。 もちろん、これが実現できるかどうかは、その地域の地形によって異なります。 睡眠のためのより低い高度は、到達するのに数時間かかる場合、稼働日を大幅に短縮するため、現実的ではありません. しかし、例えばXNUMX時間以内に到達できる数百メートル下の場所があれば、その低地に寝室を設置することで、睡眠の質、労働者の快適性と幸福感、および生産性が向上します。
高酸素の低酸素症を軽減するための室内空気の酸素濃縮 標高
高地の有害な影響は、空気中の酸素分圧が低いために引き起こされます。 これは、酸素濃度は海面と同じですが、気圧が低いためです。 残念なことに、この「気候の侵略」に対抗するために高地でできることはほとんどありません。これは、ペルーの高地医学の父であるカルロス・モンジュによって吹き替えられたものです (Monge 1948)。
XNUMX つの可能性として、狭い範囲で気圧を上げることが考えられます。これが高山病の応急処置に使用されることがあるガモウ バッグの原理です。 しかし、部屋などの大空間を加圧することは技術的に困難であり、加圧された部屋への出入りには医療上の問題もあります。 例としては、耳管が詰まっている場合の中耳の不快感があります。
別の方法は、作業施設の一部で酸素濃度を上げることであり、これは比較的新しい開発であり、非常に有望です (West 1995)。 先に指摘したように、高度 4,500 m で XNUMX ～ XNUMX 日間順応した後でも、重度の低酸素症は作業能力、精神効率、睡眠の質を低下させ続けます。 したがって、可能であれば、作業施設の一部で低酸素症の程度を減らすことは非常に有利です。
これは、一部の部屋の通常の換気に酸素を追加することで実行できます。 室内空気の酸素濃縮度が比較的小さい値は注目に値します。 酸素濃度が 1% 増加する (たとえば 21% から 22% に増加する) ごとに、等価高度が 300 m 減少することが示されています。 同等の高度は、同じインスピレーション PO を持つ高度です。2 酸素が豊富な部屋のように空気呼吸中。 したがって、高度 4,500 m では、部屋の酸素濃度を 21% から 26% に上げると、同等の高度が 1,500 m 低下します。 その結果、高度は 3,000 m に相当しますが、これは簡単に許容できます。 酸素は通常の部屋の換気に追加されるため、空調の一部になります。 私たちは皆、部屋が快適な温度と湿度を提供することを期待しています。 酸素濃度の制御は、人類が環境を制御するためのさらなる論理的なステップと見なすことができます。
ほぼ純粋な酸素を大量に提供するための比較的安価な装置が導入されたため、酸素濃縮が実現可能になりました。 最も有望なのは、モレキュラーシーブを使用する酸素濃縮器です。 このような装置は、窒素を優先的に吸着し、空気から酸素富化ガスを生成します。 このタイプの濃縮器で純粋な酸素を生成することは困難ですが、窒素中の 90% の酸素を大量に容易に入手でき、これらはこのアプリケーションにも同様に役立ちます。 これらのデバイスは継続的に動作できます。 実際には、300 つのモレキュラーシーブが交互に使用され、90 つがパージされ、もう 350 つが積極的に窒素を吸着します。 唯一の要件は電力であり、これは通常、現代の鉱山では豊富に供給されています。 酸素濃縮のコストの大まかな指標として、市販の小型の装置を購入することができ、これは 2,000% の酸素を 3 時間あたり XNUMX リットル生成します。 自宅で肺疾患の患者を治療するための酸素を生成するために開発されました。 このデバイスの電力要件は XNUMX ワットで、初期費用は約 XNUMX 米ドルです。 このような機械は、部屋の換気の最小レベルではあるが許容できるレベルで、部屋の酸素濃度を XNUMX 人で XNUMX% 上昇させるのに十分です。 非常に大型の酸素濃縮器も入手可能で、紙パルプ産業で使用されています。 状況によっては、液体酸素が経済的である可能性もあります。
たとえば、鉱山には酸素濃縮が考慮される可能性のある領域がいくつかあります。 4,500 つは、重要な意思決定が行われる所長室または会議室です。 例えば鉱山で重大な事故などの危機が発生した場合、そのような施設はおそらく通常の低酸素環境よりも明確な思考をもたらすでしょう。 1995 m の高度が脳機能を損なうという良い証拠があります (Ward、Milledge、および West 4,500)。 酸素濃縮が有益なもう XNUMX つの場所は、品質管理測定が行われている実験室です。 さらなる可能性は、睡眠の質を改善するための寝室の酸素濃縮です。 高度約 XNUMX m での酸素濃縮の有効性の二重盲検試験は設計が容易であり、できるだけ早く実施する必要があります。
酸素濃縮の合併症の可能性を考慮する必要があります。 火災の危険性の増加は、提起された 5 つの問題です。 しかし、高度 4,500 m で酸素濃度を 1996% 増加させると、海面の空気よりも可燃性の低い大気が生成されます (West XNUMX)。 酸素濃縮はPOを増加させるが、2、これはまだ海面値よりもはるかに低いです。 大気の可燃性は、1964 つの変数に依存します (Roth XNUMX)。
- 酸素の分圧で、海面よりも高高度の濃縮空気の方がはるかに低い
- 大気中の不活性成分（窒素など）のクエンチング効果。
このクエンチングは高地ではわずかに減少しますが、最終的な効果は依然として燃焼性が低くなります. もちろん、純粋またはほぼ純粋な酸素は危険であり、酸素濃縮器から換気ダクトに酸素を配管する際には、通常の予防措置を講じる必要があります。
高地への順化の喪失は、酸素濃縮の欠点として時々挙げられます。 ただし、酸素が豊富な大気の部屋に入ることと、より低い高度に降下することの間に基本的な違いはありません。 可能であれば、誰もがより低い高度で眠るでしょう。したがって、これは酸素濃縮の使用に反対する議論にはなりません. 他の条件が同じであれば、より低い高度に頻繁にさらされると、より高い高度への順応が少なくなることは事実です。 しかし、究極の目的は鉱山の高地で効果的に作業することであり、これはおそらく酸素濃縮を使用して強化することができます。
このように雰囲気を変えると、何らかの低酸素症関連の病気が発生した場合、施設の法的責任が高まる可能性があると示唆されることがあります. 実際には、反対の見方の方が理にかなっているように思えます。 たとえば、高地での作業中に心筋梗塞を発症した労働者は、高地が原因であると主張する可能性があります。 低酸素ストレスを軽減する手順は、高地に起因する病気の可能性を低くします。
緊急治療
急性高山病、高地肺水腫、高地脳浮腫など、さまざまな種類の高山病については、この章の前半で説明しました。 高地での作業に関しては、追加する必要はほとんどありません。
高山病を発症した人は誰でも休むことが許されるべきです。 急性高山病などの症状にはこれで十分かもしれません。 マスクが利用できる場合は、酸素をマスクで与える必要があります。 ただし、患者が改善しない、または悪化する場合は、下山が最良の治療法です。 大規模な商業施設では、交通機関が常に利用できるため、通常、これは簡単に実行できます。 高地に関連するすべての病気は、通常、低地への移動に急速に反応します。
商業施設には、患者を収容できる小さな加圧容器の場所があり、空気を送り込むことで同等の高度が低下します。 フィールドでは、これは通常、強力なバッグを使用して行われます。 XNUMX つのデザインは、発明者にちなんでガモウ バッグとして知られています。 ただし、バッグの主な利点は携帯性であり、この機能は商業施設ではそれほど重要ではないため、より大きくて剛性のあるタンクを使用する方がよいでしょう. これは、アテンダントが患者と一緒に施設内にいるのに十分な大きさである必要があります。 もちろん、そのような容器の適切な換気は不可欠です。 興味深いことに、この方法で大気圧を上げることは、患者に高濃度の酸素を与えるよりも、高山病の治療に効果的であるという逸話的な証拠があります. なぜそうすべきなのかは明らかではありません。
急性高山病
これは通常、自己制限的であり、患者は 250 日か 8 日後にはかなり気分が良くなります。 急性高山病の発生率は、アセタゾラミド (ダイアモックス) を 4 日 XNUMX mg の錠剤で XNUMX 錠または XNUMX 錠服用することで軽減できます。 これらは、高地に到達する前に開始するか、症状が現れたときに服用できます。 軽い症状の人でも、夜に半分の錠剤を飲むと、睡眠の質が向上することがよくあります. アスピリンまたはパラセタモールは頭痛に役立ちます。 重度の急性高山病は、デキサメタゾンを最初に XNUMX mg、その後 XNUMX 時間ごとに XNUMX mg で治療できます。 ただし、状態が深刻な場合は、降下が断然最良の治療法です。
高所肺水腫
これは、高山病の潜在的に深刻な合併症であり、治療する必要があります。 繰り返しますが、最高の治療法は下降です。 避難を待つ間、または避難が不可能な場合は、酸素を与えるか、高圧チャンバーに入れます。 ニフェジピン（カルシウムチャネル遮断薬）を投与する必要があります。 投与量は、舌下に 10 mg、続いて 20 mg の徐放です。 これにより、肺動脈圧が低下し、多くの場合非常に効果的です。 ただし、患者をより低い高度に降ろす必要があります。
高地脳浮腫
これは潜在的に非常に深刻な合併症であり、即時降下の兆候です. 避難を待つ間、または避難が不可能な場合は、酸素を与えるか、加圧環境に置く。 デキサメタゾンは、最初に 8 mg を投与し、その後 4 時間ごとに XNUMX mg を投与する必要があります。
前述のように、重度の急性高山病、高地肺水腫または高地脳浮腫を発症した人は、高地に戻ると再発する可能性があります。 したがって、労働者がこれらの状態のいずれかを発症した場合は、より低い高度で仕事を見つけるように努める必要があります。