Dalinis deguonies slėgis virš medžiagų. Žemo dalinio deguonies slėgio ore įtaka organizmui ir adaptacijos procesams. Helis ir kitos dujos

Hipoksija ryškiausiai nustatoma būnant retoje erdvėje, kai nukrenta dalinis deguonies slėgis.

Eksperimento metu deguonies badas gali įvykti esant santykinai normaliam atmosferos slėgiui, tačiau esant mažam deguonies kiekiui supančioje atmosferoje, pavyzdžiui, kai gyvūnas yra uždaroje erdvėje, kurioje yra mažai deguonies. Deguonies bado reiškinius galima pastebėti kopiant į kalnus, kylant lėktuvu į didelį aukštį - kalnų ir aukščio liga(116 pav.).

Pirmuosius ūmios kalnų ligos požymius dažnai galima pastebėti jau 2500 - 3000 m aukštyje.Daugumai žmonių jie išryškėja kopiant į 4000 m ir aukščiau. Dalinis deguonies slėgis ore, lygus (esant atmosferos slėgiui 760 mm Hg) iki 159 mm, šiame aukštyje (430 mm atmosferos slėgis) nukrenta iki 89 mm. Tuo pačiu metu pradeda mažėti arterinio kraujo prisotinimas deguonimi. Hipoksijos simptomai dažniausiai atsiranda, kai arterijų prisotinimas deguonimi yra apie 85%, o mirtis gali ištikti, kai arterijų prisotinimas deguonimi nukrenta žemiau 50%.

Kopimą į kalną lydi būdingi reiškiniai ir dėl temperatūros sąlygų, vėjo bei pakilimo metu atliekamo raumenų aktyvumo. Kuo labiau suaktyvėja medžiagų apykaita dėl raumenų įtampos ar sumažėjusios oro temperatūros, tuo greičiau atsiranda ligos požymių.

Sutrikimai, atsirandantys kylant į aukštį, tuo stipriau vystosi, kuo greičiau kyla kilimas. Šiuo atžvilgiu mokymai yra labai svarbūs.

Deguonies badas kylant lėktuvu į didelį aukštį turi tam tikrų ypatumų. Kopimas į kalną yra lėtas ir reikalauja intensyvaus raumenų darbo. Lėktuvai gali pasiekti aukštį per labai trumpą laiką. Piloto buvimą 5000 m aukštyje be pakankamo pasirengimo lydi galvos skausmas, galvos svaigimas, sunkumas krūtinėje, širdies plakimas, dujų išsiplėtimas žarnyne, dėl ko diafragma stumiama aukštyn ir kvėpavimas tampa dar sunkesnis. Deguonies prietaisų naudojimas pašalina daugelį šių reiškinių (117 pav.).

Mažo deguonies kiekio ore poveikis organizmui pasireiškia nervų sistemos, kvėpavimo ir kraujotakos sutrikimais.

Po tam tikro susijaudinimo seka nuovargis, apatija, mieguistumas, sunkumas galvoje, psichikos sutrikimai dirglumo forma, po kurio seka depresija, šiek tiek orientacijos praradimas, motorinių funkcijų sutrikimai, aukštesnės nervinės veiklos sutrikimai. Vidutiniame aukštyje smegenų žievėje vystosi vidinio slopinimo susilpnėjimas, o didesniame – difuzinis slopinimas. Taip pat išsivysto autonominių funkcijų sutrikimai, pasireiškiantys dusuliu, padidėjusiu širdies aktyvumu, kraujotakos pokyčiais ir virškinimo sutrikimais.

Esant ūminiam deguonies badui, kvėpavimas. Jis tampa paviršutiniškas ir dažnas, o tai yra kvėpavimo centro stimuliavimo rezultatas. Kartais atsiranda savotiškas, pertraukiamas, vadinamasis periodinis kvėpavimas (Cheyne-Stokes tipas). Tokiu atveju pastebimai nukenčia plaučių ventiliacija. Palaipsniui prasidėjus deguonies badui, kvėpavimas tampa dažnas ir gilus, pastebimai pagerėja oro cirkuliacija alveolėse, tačiau anglies dvideginio kiekis ir jo įtampa alveoliniame oro laše, t.y., išsivysto hipokapnija, apsunkinanti hipoksijos eigą. Sutrikęs kvėpavimas gali sukelti sąmonės netekimą.

Širdies veikla pagreitėja ir sustiprėja dėl to, kad padidėja jos greitinančių ir stiprinančių nervų funkcija, taip pat sumažėja klajoklio nervų funkcija. Todėl padažnėjęs pulsas deguonies bado metu yra vienas iš kraujotaką reguliuojančios nervų sistemos reakcijos rodiklių.

Dideliame aukštyje atsiranda ir nemažai kitų kraujotakos sutrikimų. Iš pradžių kraujospūdis pakyla, bet vėliau pradeda mažėti, atsižvelgiant į vazomotorinių centrų būklę. Staigiai sumažėjus deguonies kiekiui įkvepiamame ore (iki 7–6%), pastebimai susilpnėja širdies veikla, krenta kraujospūdis, pakyla veninis slėgis, išsivysto cianozė ir aritmija.

Kartais taip pat pastebima kraujavimas iš nosies, burnos, junginės, kvėpavimo takų ir virškinimo trakto gleivinių. Didelę reikšmę tokio kraujavimo atsiradimui turi paviršinių kraujagyslių išsiplėtimas ir jų pralaidumo sutrikimas. Šie pokyčiai iš dalies atsiranda dėl toksiškų medžiagų apykaitos produktų poveikio kapiliarams.

Pasireiškia ir nervų sistemos disfunkcija dėl buvimo retoje erdvėje virškinimo trakto sutrikimai dažniausiai pasireiškia apetito stoka, virškinimo liaukų slopinimu, viduriavimu ir vėmimu.

Didelio aukščio hipoksijos metu, medžiagų apykaitą. Iš pradžių deguonies suvartojimas didėja, o vėliau, esant dideliam deguonies badui, sumažėja, sumažėja specifinis dinaminis baltymų poveikis, azoto balansas tampa neigiamas. Kraujyje daugėja liekamojo azoto, kaupiasi ketoniniai kūnai, ypač acetonas, kuris išsiskiria su šlapimu.

Deguonies kiekio ore sumažėjimas iki tam tikros ribos mažai veikia oksihemoglobino susidarymą. Tačiau vėliau, kai deguonies kiekis ore sumažėja iki 12%, kraujo prisotinimas deguonimi tampa apie 75%, o kai deguonies kiekis ore yra 6 - 7%, jis yra 50 - 35% normos. Ypač sumažėja deguonies įtampa kapiliariniame kraujyje, o tai labai paveikia jo difuziją į audinį.

Padidėjusi plaučių ventiliacija ir padidėjęs plaučių tūris hipoksijos metu sukelia alveolių oro ir kraujo anglies dioksido išeikvojimą (hipokapniją) ir santykinės alkalozės atsiradimą, dėl to kvėpavimo centro jaudrumas gali būti laikinai slopinamas. ir susilpnėja širdies veikla. Todėl anglies dioksido įkvėpimas aukštyje, padidinantis kvėpavimo centro jaudrumą, padeda padidinti deguonies kiekį kraujyje ir taip pagerinti organizmo būklę.

Tačiau nuolatinis dalinio deguonies slėgio mažėjimas kylant į aukštį prisideda prie tolesnio hipoksemijos ir hipoksijos vystymosi. Daugėja oksidacinių procesų nepakankamumo reiškinių. Alkalozę vėl keičia acidozė, kuri vėl šiek tiek susilpnėja dėl kvėpavimo padažnėjimo, oksidacinių procesų sumažėjimo ir dalinio anglies dioksido slėgio.

Pastebimai pakito kylant į aukštį ir šilumos mainai. Šilumos perdavimas dideliame aukštyje padidėja daugiausia dėl vandens išgaravimo kūno paviršiumi ir per plaučius. Šilumos gamyba palaipsniui atsilieka nuo šilumos nuostolių, dėl to kūno temperatūra, kuri iš pradžių šiek tiek padidėja, vėliau mažėja.

Deguonies bado požymių atsiradimas labai priklauso nuo organizmo ypatybių, jo nervų sistemos, plaučių, širdies ir kraujagyslių būklės, nuo kurių priklauso organizmo gebėjimas toleruoti išretėjusią atmosferą.

Išretinto oro veikimo pobūdis taip pat priklauso nuo deguonies bado vystymosi greičio. Esant ūminiam deguonies badui, išryškėja nervų sistemos disfunkcija, o esant lėtiniam deguonies badui, dėl laipsniško kompensacinių procesų vystymosi patologiniai reiškiniai iš nervų sistemos neaptinkami ilgą laiką.

Sveikas žmogus paprastai patenkinamai susidoroja su sumažintu barometriniu slėgiu ir daliniu deguonies slėgiu iki tam tikros ribos, ir kuo geriau, tuo lėtesnis kilimas ir tuo lengviau organizmas prisitaiko. Žmogaus riba gali būti laikoma atmosferos slėgio sumažėjimu iki trečdalio normos, t.y., iki 250 mm Hg. Art., kuris atitinka 8000 - 8500 m aukštį ir 4 - 5% deguonies kiekį ore.

Nustatyta, kad būnant aukštyje pasitaiko prietaisas kūno, ar jo aklimatizavimo, kompensuojant kvėpavimo sutrikimus. Kalnų vietovių gyventojai ir apmokyti alpinistai gali nesusirgti kalnų liga, kylant į 4000 - 5000 m aukštį Aukštos kvalifikacijos pilotai gali skristi be deguonies aparato 6000 - 7000 m aukštyje ir dar aukščiau.

Netgi nuo alpinizmo ir nardymo nutolę žmonės žino, kad kvėpuoti tam tikromis sąlygomis žmogui tampa sunku. Šis reiškinys yra susijęs su dalinio deguonies slėgio pasikeitimu aplinkoje, o dėl to ir paties žmogaus kraujyje.

Aukščio liga

Plokščio rajono gyventojui atvykus į kalnus atostogų, atrodo, kad ten oras ypač švarus ir juo tiesiog neįmanoma kvėpuoti.

Tiesą sakant, tokius refleksinius potraukius dažnai ir giliai kvėpuoti sukelia hipoksija. Kad žmogus išlygintų dalinį deguonies slėgį alveolių ore, jam iš pradžių reikia kuo geriau vėdinti savo plaučius. Žinoma, pabuvus kalnuose kelias dienas ar savaites, organizmas pradeda priprasti prie naujų sąlygų, koreguodamas vidaus organų veiklą. Taip situaciją gelbsti inkstai, kurie pradeda išskirti bikarbonatą, kad sustiprintų plaučių ventiliaciją ir padidėtų raudonųjų kraujo kūnelių, galinčių pernešti daugiau deguonies, skaičius kraujyje.

Taigi kalnuotų vietovių gyventojai visada turi aukštesnį hemoglobino kiekį nei gyvenantys žemumose.

Ūminė forma

Priklausomai nuo organizmo ypatybių, deguonies dalinio slėgio norma gali skirtis kiekvienam žmogui esant tam tikram amžiui, sveikatos būklei ar tiesiog priklausomai nuo gebėjimo aklimatizuotis. Būtent todėl ne kiekvienam lemta užkariauti viršūnes, nes net ir turėdamas didelį norą žmogus nesugeba visiškai pajungti savo kūno ir priversti jį dirbti kitaip.

Labai dažnai neapmokytiems alpinistams kylant dideliu greičiu gali pasireikšti įvairūs hipoksijos simptomai. Mažiau nei 4,5 km aukštyje jie pasireiškia galvos skausmais, pykinimu, nuovargiu ir staigiais nuotaikos pokyčiais, nes deguonies trūkumas kraujyje labai paveikia nervų sistemos veiklą. Jei į tokius simptomus nepaisoma, vėliau išsivysto smegenų ar plaučių edema, kurios kiekviena gali baigtis mirtimi.

Taigi griežtai draudžiama ignoruoti dalinio deguonies slėgio pokyčius aplinkoje, nes tai visada turi įtakos viso žmogaus organizmo veiklai.

Nardymas po vandeniu

Kai naras neria į sąlygas, kuriose atmosferos slėgis yra žemesnis nei įprastai, jo kūnas taip pat susiduria su savotiška aklimatizacija. Dalinis deguonies slėgis jūros lygyje yra vidutinė vertė ir taip pat kinta panardinant, tačiau azotas šiuo atveju yra ypač pavojingas žmonėms. Žemės paviršiuje plokščiose vietose jis neveikia žmonių, tačiau po kiekvieno 10 metrų panardinimo palaipsniui susitraukia ir sukelia įvairaus laipsnio anesteziją naro kūne. Pirmieji tokio pažeidimo požymiai gali pasirodyti po 37 metrų po vandeniu, ypač jei žmogus ilgą laiką praleidžia gylyje.

Kai atmosferos slėgis viršija 8 atmosferas, o šis skaičius pasiekiamas po 70 metrų po vandeniu, narai pradeda jausti azoto narkozę. Šis reiškinys pasireiškia alkoholio apsvaigimo jausmu, kuris sutrikdo povandeninio laivo koordinaciją ir atidumą.

Kad išvengtumėte pasekmių

Tais atvejais, kai dalinis deguonies ir kitų dujų slėgis kraujyje yra nenormalus ir naras pradeda jausti intoksikacijos požymius, labai svarbu kilti kuo lėčiau. Taip yra dėl to, kad smarkiai pasikeitus slėgiui, azoto difuzija išprovokuoja burbuliukų su šia medžiaga atsiradimą kraujyje. Paprastais žodžiais tariant, kraujas tarsi užverda, ir žmogus pradeda jausti stiprų sąnarių skausmą. Ateityje jam gali sutrikti regėjimas, klausa ir nervų sistemos veikla, vadinama dekompresine liga. Norint išvengti šio reiškinio, narą reikia pakelti labai lėtai arba jo kvėpavimo mišinyje esantį azotą pakeisti heliu. Šios dujos yra mažiau tirpios, mažesnės masės ir tankio, todėl sumažėja sąnaudos.

Susidarius tokiai situacijai, žmogus turi būti nedelsiant paguldytas atgal į aukšto slėgio aplinką ir laukti laipsniško dekompresijos, kuri gali trukti iki kelių dienų.

Norint, kad kraujo dujų sudėtis pasikeistų, nebūtina užkariauti viršūnių ar leistis į jūros dugną. Įvairios širdies ir kraujagyslių, šlapimo ir kvėpavimo sistemų patologijos taip pat gali turėti įtakos dujų slėgio pokyčiams pagrindiniame žmogaus organizmo skystyje.

Norint tiksliai nustatyti diagnozę, iš pacientų paimami atitinkami tyrimai. Dažniausiai gydytojai domisi daliniu deguonies ir anglies dioksido slėgiu, nes jie užtikrina tinkamą visų žmogaus organų kvėpavimą.

Slėgis šiuo atveju – tai dujų tirpimo procesas, parodantis, kaip efektyviai organizme veikia deguonis ir ar jo rodikliai atitinka standartus.

Mažiausi nukrypimai rodo, kad pacientas turi nukrypimų, kurie turi įtakos gebėjimui maksimaliai panaudoti į organizmą patenkančias dujas.

Slėgio standartai

Dalinio deguonies slėgio norma kraujyje yra santykinė sąvoka, nes ji gali skirtis priklausomai nuo daugelio veiksnių. Norėdami teisingai nustatyti diagnozę ir gauti gydymą, turite kreiptis į specialistą su tyrimo rezultatais, kuris gali atsižvelgti į visas individualias paciento savybes. Žinoma, yra ir atskaitos standartų, kurie laikomi idealiais sveikam suaugusiam žmogui. Taigi, paciento kraujyje be anomalijų yra:

• anglies dioksidas 44,5-52,5%;
• jo slėgis yra 35-45 mm Hg. Art.;
• skysto deguonies prisotinimas 95-100%;
• O 2 10,5-14,5 %;
• dalinis deguonies slėgis kraujyje yra 80-110 mm Hg. Art.

Kad analizės metu rezultatai atitiktų tikrovę, būtina atsižvelgti į daugybę veiksnių, galinčių turėti įtakos jų teisingumui.

Nukrypimo nuo normos priežastys, priklausomai nuo paciento

Dalinis deguonies slėgis arteriniame kraujyje priklausomai nuo įvairių aplinkybių gali kisti labai greitai, todėl norint, kad tyrimo rezultatas būtų kuo tikslesnis, reikia atsižvelgti į šias ypatybes:

• slėgio greitis visada mažėja didėjant paciento amžiui;
• hipotermijos metu sumažėja deguonies slėgis ir anglies dioksido slėgis, padidėja pH lygis;
• perkaitus situacija pasikeičia;
• tikrasis dalinis dujų slėgis bus matomas tik paimant kraują iš paciento, kurio kūno temperatūra yra normos ribose (36,6-37 laipsniai).

Nukrypimų nuo normos priežastys priklauso nuo sveikatos priežiūros darbuotojų

Be to, kad atsižvelgtų į tokias paciento kūno ypatybes, specialistai taip pat turi laikytis tam tikrų standartų, kad užtikrintų teisingus rezultatus. Visų pirma, daliniam deguonies slėgiui įtakos turi oro burbuliukų buvimas švirkšte. Apskritai, bet koks analizės kontaktas su aplinkos oru gali pakeisti rezultatus. Taip pat svarbu, paėmus kraują, jį atsargiai sumaišyti inde, kad raudonieji kraujo kūneliai nenusėstų mėgintuvėlio apačioje, o tai taip pat gali turėti įtakos tyrimo rezultatams, rodantiems hemoglobino kiekį.

Labai svarbu laikytis analizei skirtų laiko standartų. Remiantis taisyklėmis, visi veiksmai turi būti atlikti per ketvirtį valandos po paėmimo, o jei šio laiko nepakanka, konteineris su krauju turi būti dedamas į ledinį vandenį. Tai vienintelis būdas sustabdyti kraujo ląstelių deguonies suvartojimo procesą.

Specialistai taip pat turėtų laiku sukalibruoti analizatorių ir atlikti tyrimus tik su švirkštais, kuriuose yra sauso heparino, kuris yra elektrolitiškai subalansuotas ir neturi įtakos mėginio rūgštingumui.

Testo rezultatai

Kaip jau aišku, dalinis deguonies slėgis ore gali turėti pastebimą poveikį žmogaus organizmui, tačiau dujų slėgio lygis kraujyje gali sutrikti dėl kitų priežasčių. Norint juos teisingai nustatyti, dekodavimas turėtų būti patikėtas tik patyrusiam specialistui, kuris gali atsižvelgti į visas kiekvieno paciento savybes.

Bet kokiu atveju hipoksiją parodys sumažėjęs deguonies slėgis. Kraujo pH lygio pokyčiai, taip pat anglies dioksido slėgis arba bikarbonatų kiekio pokyčiai gali rodyti acidozę ar alkalozę.

Acidozė – tai kraujo rūgštėjimo procesas, kuriam būdingas anglies dvideginio slėgio padidėjimas, kraujo pH ir bikarbonatų kiekio sumažėjimas. Pastaruoju atveju diagnozė bus paskelbta kaip metabolinė acidozė.

Alkalozė – tai padidėjęs kraujo šarmingumas. Tai parodys padidėjęs anglies dioksido slėgis, padidėjęs bikarbonatų kiekis ir atitinkamai pakitęs kraujo pH lygis.

Išvada

Kūno veiklai įtakos turi ne tik kokybiška mityba ir fizinis aktyvumas. Kiekvienas žmogus pripranta prie tam tikrų klimato gyvenimo sąlygų, kuriose jis jaučiasi patogiausiai. Jų pasikeitimas išprovokuoja ne tik blogą sveikatą, bet ir visišką tam tikrų kraujo parametrų pasikeitimą. Norėdami pagal juos nustatyti diagnozę, turėtumėte atidžiai pasirinkti specialistą ir užtikrinti, kad būtų laikomasi visų testų standartų.

Dujos, sudarančios kvėpuojamąjį orą, veikia žmogaus kūną priklausomai nuo jų dalinio (dalinio) slėgio vertės:

čia Pg yra dalinis dujų slėgis” kgf/cm², mm Hg. st arba kPa;

Pa – absoliutus oro slėgis, kgf/cm², mmHg. Art. arba kPa.

1.2 pavyzdys. Atmosferos ore yra 78 % tūrio azoto. 21% deguonies ir 0,03% anglies dioksido. Nustatykite dalinį šių dujų slėgį paviršiuje ir 40 m gylyje. Paimkite atmosferos oro slėgį, lygų 1 kgf/cm².

Sprendimas: 1) absoliutus suspausto oro slėgis 40 m gylyje pagal (1.2)

2) dalinis azoto slėgis pagal (1.3) paviršiuje
40 m gylyje
3) dalinis deguonies slėgis paviršiuje
40 m gylyje
4) dalinis anglies dioksido slėgis paviršiuje
40 m gylyje
Dėl to 40 m gylyje į kvėpuojamą orą patenkančių dujų dalinis slėgis padidėjo 5 kartus.

1.3 pavyzdys. Remdamiesi 1.2 pavyzdžio duomenimis, nustatykite, kiek procentų dujų turi būti 40 m gylyje, kad jų dalinis slėgis atitiktų normalias paviršiaus sąlygas.

Sprendimas: 1) azoto kiekis ore 40 m gylyje, atitinkantis dalinį slėgį paviršiuje pagal (1.3)

2) deguonies kiekis tomis pačiomis sąlygomis

3) anglies dvideginio kiekis tomis pačiomis sąlygomis

Vadinasi, 40 m gylyje kvėpuojamą orą sudarančių dujų fiziologinis poveikis organizmui bus toks pat kaip ir paviršiuje, jei jų procentinis kiekis sumažės 5 kartus.

Azotas oras pradeda daryti toksišką poveikį beveik esant daliniam slėgiui 5,5 kgf/cm² (550 kPa). Kadangi atmosferos ore yra apie 78 % azoto, nurodytas dalinis azoto slėgis pagal (1.3) atitinka absoliutų oro slėgį 7 kgf/cm² (panardinimo gylis – 60 m). Tokiame gylyje plaukikas susijaudina, mažėja darbingumas ir dėmesingumas, pasunkėja orientacija, kartais svaigsta galva. Dideliame gylyje (80...100 m) dažnai išsivysto regos ir klausos haliucinacijos. Beveik 80...90 m gylyje plaukikas tampa nedarbingas, o nusileisti į šias gelmes kvėpuojant oru galima tik trumpam.

Deguonis didelėmis koncentracijomis, net esant atmosferos slėgiui, daro organizmą toksišką poveikį. Taigi, esant daliniam deguonies slėgiui 1 kgf/cm² (kvėpuojant grynu deguonimi atmosferos sąlygomis), po 72 valandų kvėpavimo plaučiuose išsivysto uždegiminiai reiškiniai. Kai parcialinis deguonies slėgis didesnis nei 3 kgf/cm², po 15...30 minučių prasideda traukuliai ir žmogus netenka sąmonės. Veiksniai, skatinantys apsinuodijimą deguonimi: anglies dioksido kiekis įkvėptame ore, sunkus fizinis darbas, hipotermija ar perkaitimas.

Esant žemam daliniam deguonies slėgiui įkvepiamame ore (mažiau nei 0,16 kgf/cm²), per plaučius tekantis kraujas nėra visiškai prisotintas deguonies, todėl sumažėja darbingumas, o ūmaus deguonies bado atveju - netenkama. sąmonės.

Anglies dioksidas. Normalaus anglies dvideginio kiekio palaikymą organizme reguliuoja centrinė nervų sistema, kuri yra labai jautri jo koncentracijai. Padidėjęs anglies dioksido kiekis organizme sukelia apsinuodijimą, sumažėjęs kiekis sumažina kvėpavimo dažnį ir sustabdo jį (apnėja). Normaliomis sąlygomis dalinis anglies dioksido slėgis atmosferos ore yra 0,0003 kgf/cm² (~30 Pa). Jei dalinis anglies dioksido slėgis įkvepiamame ore padidės daugiau nei 0,03 kgf/cm² (-3 kPa), organizmas nebesusitvarkys su šių dujų pašalinimu padidėjus kvėpavimui ir kraujotakai ir gali atsirasti sunkių sutrikimų.

Reikia turėti omenyje, kad pagal (1.3) dalinis slėgis 0,03 kgf/cm² paviršiuje atitinka 3 % anglies dioksido koncentraciją, o 40 m gylyje (absoliutus slėgis 5 kgf/cm²) - 0,6 proc. Padidėjęs anglies dvideginio kiekis įkvepiamame ore sustiprina toksinį azoto poveikį, kuris gali pasireikšti jau 45 m gylyje.Todėl būtina griežtai stebėti anglies dvideginio kiekį įkvepiamame ore.

Kūno prisotinimas dujomis. Esant aukštam slėgiui, kūnas prisotinamas dujomis, kurios ištirpsta audiniuose ir organuose. Esant atmosferos slėgiui ant paviršiaus 70 kg sveriančiame žmogaus kūne ištirpsta apie 1 litras azoto. Didėjant slėgiui, kūno audinių gebėjimas ištirpinti dujas didėja proporcingai absoliučiam oro slėgiui. Taigi 10 m gylyje (absoliutus oro slėgis kvėpuojant 2 kgf/cm²) organizme jau gali ištirpti 2 litrai azoto, 20 m gylyje (3 kgf/cm²) - 3 litrai azoto ir t.t. .

Kūno prisotinimo dujomis laipsnis priklauso nuo jų dalinio slėgio, laiko, praleisto esant slėgiui, taip pat nuo kraujotakos greičio ir plaučių ventiliacijos.

Atliekant fizinį darbą, didėja kvėpavimo dažnis ir gylis, taip pat kraujotakos greitis, todėl kūno prisotinimas dujomis tiesiogiai priklauso nuo povandeninio plaukiko fizinio aktyvumo intensyvumo. Esant tokiai pat fizinei veiklai, treniruoto žmogaus kraujotakos ir plaučių ventiliacijos greitis padidėja mažiau nei netreniruotam, o organizmo prisotinimas dujomis bus kitoks. Todėl būtina atkreipti dėmesį į fizinio pasirengimo lygio didinimą ir stabilią širdies ir kraujagyslių bei kvėpavimo sistemų funkcinę būklę.

Slėgio sumažėjimas (dekompresija) sukelia kūno desaturaciją dėl abejingų dujų (azoto). Tokiu atveju ištirpusių dujų perteklius iš audinių patenka į kraują ir kraujo srove nunešamas į plaučius, iš kurių difuzijos būdu pašalinamas į aplinką. Jei kylate per greitai, audiniuose ištirpusios dujos suformuoja įvairaus dydžio burbuliukus. Kraujo tekėjimu jie gali būti pernešami visame kūne ir užkimšti kraujagysles, o tai sukelia dekompresinę ligą.

Dujos, susidarančios povandeninio laivo žarnyne, kai jam daromas slėgis, kylant išsiplečia, o tai gali sukelti pilvo skausmą (vidurių pūtimą). Todėl kilti iš gylio į paviršių reikia lėtai, o ilgai būnant gylyje - sustojimais pagal dekompresijos lenteles (11.8 priedas).

(Paskutiniame stulpelyje rodomas O 2 kiekis, iš kurio galima atkurti atitinkamą dalinį slėgį jūros lygyje (100 mm Hg = 13,3 kPa)

Aukštis, m	Oro slėgis, mm Hg. Art.	Dalinis O 2 slėgis įkvėptame ore, mm Hg. Art.	Dalinis O 2 slėgis alveoliniame ore, mm Hg. Art.	Lygiavertė frakcija O 2
				0,2095
				0,164
				0,145
				0,127
				0,112
				0,098
				0,085
				0,074
				0,055
				0,029
		0,4		0,014

Ryžiai. 4. Deguonies trūkumo įtakos zonos kylant į aukštį

3. Nepilno kompensavimo zona (pavojaus zona). Jis įgyvendinamas aukštyje nuo 4000 m iki 7000 m Neprisitaikę žmonės patiria įvairių sutrikimų. Viršijus saugos ribą (pažeidimų slenkstį), smarkiai krenta fizinis darbingumas, silpsta gebėjimas priimti sprendimus, mažėja kraujospūdis, palaipsniui silpsta sąmonė; galimas raumenų trūkčiojimas. Šie pokyčiai yra grįžtami.

4. Kritinė zona. Prasideda nuo 7000 m ir aukščiau. P A O 2 sumažėja kritinė riba – tie. mažiausia jo vertė, kuriai esant dar gali vykti audinių kvėpavimas. Įvairių autorių teigimu, šio rodiklio reikšmė svyruoja nuo 27 iki 33 mm Hg. Art. (V.B. Malkinas, 1979). Potencialiai mirtini centrinės nervų sistemos sutrikimai pasireiškia kvėpavimo ir vazomotorinių centrų slopinimu, sąmonės netekimu ir traukuliais. Kritinėje zonoje deguonies trūkumo trukmė yra lemiama gyvybės išsaugojimui. Spartus PO 2 padidėjimas įkvėptame ore gali išvengti mirties.

Taigi, sumažinto dalinio deguonies slėgio įkvepiamame ore poveikis organizmui barometrinio slėgio kritimo sąlygomis suvokiamas ne iš karto, o pasiekus tam tikrą reakcijos slenkstį, atitinkantį apie 2000 m aukštį. palengvina deguonies sąveikos su hemoglobinu ypatumai, kuriuos grafiškai atvaizduoja oksihemoglobino disociacijos kreivė (5 pav.).

5 pav. Oksihemoglobino (Hb) ir oksimioglobino (Mb) disociacijos kreivės

S formosšios kreivės konfigūracija dėl vienos hemoglobino molekulės susiejimas su keturiomis deguonies molekulėmis svarbus deguonies pernešimui kraujyje. Kai kraujas absorbuoja deguonį, PaO 2 artėja prie 90-95 mm Hg, o hemoglobino prisotinimas deguonimi yra apie 97%. Be to, kadangi oksihemoglobino disociacijos kreivė dešinėje jo dalyje yra beveik horizontali, kai PaO 2 patenka į intervalą nuo 90 iki 60 mm Hg. Art. hemoglobino prisotinimas deguonimi mažėja nedaug: nuo 97 iki 90 proc. Taigi šios savybės dėka PaO 2 kritimas nurodytame diapazone (90-60 mm Hg) tik nežymiai paveiks kraujo prisotinimą deguonimi, t.y. apie hipoksemijos vystymąsi. Pastarasis padidės, kai PaO 2 įveiks apatinę 60 mm Hg ribą. Art., kai oksihemoglobino disociacijos kreivė juda iš horizontalios padėties į vertikalią. 2000 m aukštyje PaO 2 yra 76 mm Hg. Art. (10,1 kPa).

Be to, PaO 2 sumažėjimą ir hemoglobino prisotinimo deguonimi pažeidimą iš dalies kompensuos padidėjusi ventiliacija, padidėjęs kraujo tėkmės greitis, susikaupusio kraujo mobilizavimas ir kraujo deguonies atsargų panaudojimas.

Hipobarinės hipoksinės hipoksijos ypatybė, kuri išsivysto kylant į kalnus, yra ne tik hipoksemija, bet ir hipokapnija (kompensacinės alveolių hiperventiliacijos pasekmė). Pastaroji lemia formavimąsi dujų alkalozė su atitinkamais oksihemoglobino disociacijos kreivės poslinkis į kairę . Tie. padidėja hemoglobino giminingumas deguoniui, dėl to sumažėja pastarojo aprūpinimas audiniais. Be to, kvėpavimo alkalozė sukelia išeminę smegenų hipoksiją (smegenų kraujagyslių spazmą), taip pat intravaskulinio pajėgumo padidėjimą (somatinių arteriolių išsiplėtimą). Tokio išsiplėtimo rezultatas yra patologinis kraujo nusėdimas periferijoje, lydimas sisteminės (kraujo tūrio ir širdies išstūmimo sumažėjimo) ir organų (mikrocirkuliacijos sutrikimo) kraujotakos pažeidimo. Taigi, egzogeninis hipobarinės hipoksinės hipoksijos mechanizmas, sukeltas deguonies dalinio slėgio sumažėjimo įkvepiamame ore, bus papildyta endogeniniai (heminiai ir kraujotakos) hipoksijos mechanizmai, kuris lems tolesnį metabolinės acidozės vystymąsi(6 pav.).

Sumažėjęs dalinis deguonies slėgis įkvepiamame ore lemia dar žemesnį lygį alveolėse ir ištekančiame kraujyje. Jei lygumų gyventojai kopia į kalnus, hipoksija padidina jų ventiliaciją, nes stimuliuoja arterijų chemoreceptorius. Organizmas reaguoja adaptyviosiomis reakcijomis, kurių tikslas – pagerinti audinių aprūpinimą O2 Kvėpavimo pokyčiai aukštuminės hipoksijos metu kiekvienam žmogui skiriasi. Visais atvejais atsirandančias išorinio kvėpavimo reakcijas lemia daugybė veiksnių: 1) hipoksijos išsivystymo greitis; 2) O2 suvartojimo laipsnis (poilsis arba fizinis aktyvumas); 3) hipoksinio poveikio trukmė.

Svarbiausias kompensacinis atsakas į hipoksiją yra hiperventiliacija. Pradinis hipoksinis kvėpavimo stimuliavimas, atsirandantis kylant į aukštį, sukelia CO 2 išplovimą iš kraujo ir kvėpavimo alkalozės vystymąsi. Tai savo ruožtu sukelia smegenų ekstraląstelinio skysčio pH padidėjimą. Centriniai chemoreceptoriai į tokį smegenų skysčio smegenų skysčio pH pokytį reaguoja smarkiai sumažėjus jų veiklai, o tai taip slopina kvėpavimo centro neuronus, kad jie tampa nejautrūs dirgikliams, sklindantiems iš periferinių chemoreceptorių. Gana greitai hiperpnėja užleidžia vietą nevalingai hipoventiliacijai, nepaisant nuolatinės hipoksemijos. Toks kvėpavimo centro funkcijos sumažėjimas padidina organizmo hipoksinės būklės laipsnį, o tai ypač pavojinga, visų pirma, smegenų žievės neuronams.

Aklimatizuojantis prie didelio aukščio sąlygų, fiziologiniai mechanizmai prisitaiko prie hipoksijos. Kelias dienas ar savaites pabuvus aukštyje, kvėpavimo takų alkalozę paprastai kompensuoja HCO 3 išsiskyrimas per inkstus, dėl to išnyksta dalis alveolių hiperventiliaciją slopinančio poveikio ir sustiprėja hiperventiliacija. Aklimatizacija taip pat sukelia hemoglobino koncentracijos padidėjimą dėl padidėjusios hipoksinės eritropoetino stimuliacijos inkstuose. Taigi tarp Andų gyventojų, kurie nuolat gyvena 5000 m aukštyje, hemoglobino koncentracija kraujyje yra 200 g/l. Pagrindinės prisitaikymo prie hipoksijos priemonės yra: 1) reikšmingas plaučių ventiliacijos padidėjimas; 2) raudonųjų kraujo kūnelių skaičiaus padidėjimas; 3) plaučių difuzijos pajėgumo padidėjimas; 4) padidėjusi periferinių audinių vaskuliarizacija; 5) padidinti audinių ląstelių gebėjimą naudoti deguonį, nepaisant mažo pO 2.

Kai kuriems žmonėms pasireiškia ūmi patologinė būklė, kai greitai kyla į didelį aukštį ( ūminė kalnų liga ir didelio aukščio plaučių edema). Kadangi iš visų organų centrinė nervų sistema yra jautriausia hipoksijai, pirmiausia kyla neurologiniai sutrikimai kylant į aukštį. Kylant į aukštį gali pasireikšti tokie simptomai kaip galvos skausmas, nuovargis ir pykinimas. Dažnai atsiranda plaučių edema. Žemiau 4500 m tokie dideli sutrikimai pasitaiko rečiau, nors pasitaiko nedidelių funkcinių nukrypimų. Priklausomai nuo individualių organizmo savybių ir gebėjimo aklimatizuotis, žmogus gali pasiekti didelių aukštumų.

Kontroliniai klausimai

1. Kaip keičiasi barometrinio slėgio ir deguonies dalinio slėgio parametrai didėjant aukščiui?

2. Kokios adaptacinės reakcijos kyla kylant į aukštį?

3. Kaip vyksta aklimatizacija prie aukštų kalnų sąlygų?

4. Kaip pasireiškia ūmi kalnų liga?

Kvėpavimas nardant į gylį

Atlikdamas darbus po vandeniu, naras kvėpuoja esant 1 atm didesniam slėgiui nei atmosferos slėgis. už kiekvieną 10 m nardymo. Maždaug 4/5 oro sudaro azotas. Esant jūros lygio slėgiui, azotas neturi reikšmingo poveikio organizmui, tačiau esant aukštam slėgiui gali sukelti įvairaus laipsnio narkozę. Pirmieji lengvos anestezijos požymiai atsiranda maždaug 37 m gylyje, jei naras gylyje išbūna valandą ar ilgiau ir kvėpuoja suslėgtu oru. Ilgai būnant daugiau nei 76 m gylyje (slėgis 8,5 atm.), dažniausiai išsivysto azoto narkozė, kurios apraiškos panašios į apsinuodijimą alkoholiu. Jei žmogus įkvepia normalios sudėties oro, tai azotas ištirpsta riebaliniame audinyje. Azoto difuzija iš audinių vyksta lėtai, todėl naro kilimas į paviršių turi būti labai lėtas. Priešingu atveju galimas intravaskulinis azoto burbuliukų susidarymas (kraujas „užverda“), stipriai pažeidžiant centrinę nervų sistemą, regos, klausos organus, stiprius sąnarių skausmus. Yra vadinamasis dekompresinė liga. Norint gydyti nukentėjusįjį, būtina jį grąžinti į aukšto slėgio aplinką. Laipsniška dekompresija gali trukti kelias valandas ar dienas.

Dekompresinės ligos tikimybę galima žymiai sumažinti kvėpuojant specialiais dujų mišiniais, pavyzdžiui, deguonies ir helio mišiniu. Taip yra dėl to, kad helio tirpumas yra mažesnis nei azoto, be to, jis greičiau išsisklaido iš audinių, nes jo molekulinė masė yra 7 kartus mažesnė nei azoto. Be to, šis mišinys turi mažesnį tankį, todėl sumažėja išoriniam kvėpavimui skiriamas darbas.

Kontroliniai klausimai

5. Kaip keičiasi barometrinis slėgis ir dalinis deguonies slėgis didėjant aukščiui?

6. Kokios adaptacinės reakcijos kyla kylant į aukštį?

7. Kaip vyksta aklimatizacija prie aukštų kalnų sąlygų?

8. Kaip pasireiškia ūmi kalnų liga?

7.3 Testo užduotys ir situacinė užduotis

Pasirinkite vieną teisingą atsakymą.

41. JEI ŽMOGUS NĖRDA BE SPECIALIOS ĮRANGOS SU PIRMINIA HIPERVENTILIACIJA, GALI DIDĖTI STAIGIO SĄMONĖS NETEKIMO PRIEŽASTYS

1) asfiksija

2) hipoksija

3) hiperoksija

4) hiperkapnija

42. NERDANT PO VANDENIU SU KAUKE IR VANDENIU NEGALIMA PADIDINTI STANDARTINIO VAMZDŽIO ILGIO (30-35 cm), nes

1) slėgio gradiento atsiradimas tarp oro slėgio alveolėse ir vandens slėgio krūtinėje

2) hiperkapnijos pavojus

3) hipoksijos pavojus

4) didinant negyvosios erdvės tūrį

8 situacinė užduotis

Čempionai narai neria į iki 100 m gylį be akvalango įrangos ir grįžta į paviršių per 4-5 minutes. Kodėl jie neserga dekompresine liga?

8. Testo užduočių ir situacinių užduočių atsakymų standartai

Bandomųjų užduočių atsakymų pavyzdžiai:

Standartiniai atsakymai į situacines problemas:

Situacijos problemos Nr. 1 sprendimas:

Jei kalbame apie natūralų kvėpavimą, tai pirmasis yra teisingas. Kvėpavimo mechanizmas yra siurbimas. Bet jei turime omenyje dirbtinį kvėpavimą, tada antrasis yra teisingas, nes čia veikia spaudimo mechanizmas.

Situacinės problemos Nr. 2 sprendimas:

Norint efektyviai keistis dujomis, būtinas tam tikras ventiliacijos ir kraujotakos plaučių kraujagyslėse santykis. Todėl šių žmonių kraujotakos vertės skyrėsi.

Situacinės problemos Nr. 3 sprendimas:

Kraujyje deguonis yra dviejų būsenų: fiziškai ištirpusio ir susieto su hemoglobinu. Jei hemoglobinas neveikia gerai, tada lieka tik ištirpęs deguonis. Bet jo labai mažai. Tai reiškia, kad būtina padidinti jo kiekį. Tai pasiekiama taikant hiperbarinę deguonies terapiją (pacientas patalpinamas į kamerą su dideliu deguonies slėgiu).

Situacinės problemos Nr. 4 sprendimas:

Malatą oksiduoja nuo NAD priklausomas fermentas malato dehidrogenazė (mitochondrijų frakcija). Be to, vienos malato molekulės oksidacijos metu susidaro viena NADH·H + molekulė, kuri patenka į pilną elektronų perdavimo grandinę, susidarant trims ATP molekulėms iš trijų ADP molekulių. Kaip žinote, ADP yra kvėpavimo grandinės aktyvatorius, o ATP yra inhibitorius. ADP, palyginti su malatu, akivaizdžiai trūksta. Tai veda prie to, kad aktyvatorius (ADP) išnyksta iš sistemos ir atsiranda inhibitorius (ATP), o tai savo ruožtu lemia kvėpavimo grandinės sustojimą ir deguonies absorbciją. Heksokinazė katalizuoja fosfatų grupės perkėlimą iš ATP į gliukozę, kad susidarytų gliukozės-6-fosfatas ir ADP. Taigi, šiam fermentui veikiant sistemoje, inhibitorius (ATP) suvartojamas ir atsiranda aktyvatorius (ADP), todėl kvėpavimo grandinė atnaujina savo darbą.

Situacinės problemos Nr. 5 sprendimas:

Fermentas sukcinato dehidrogenazė, katalizuojanti sukcinato oksidaciją, priklauso nuo FAD priklausomoms dehidrogenazėms. Kaip žinia, FADN 2 užtikrina vandenilio tiekimą į sutrumpintą elektronų transportavimo grandinę, kurios metu susidaro 2 ATP molekulės. Amobarbitalis blokuoja kvėpavimo grandinę 1-osios kvėpavimo ir fosforilinimo jungties lygyje ir nedaro įtakos sukcinato oksidacijai.

Situacinės problemos Nr. 6 sprendimas:

Jei virkštelė užspaudžiama labai lėtai, anglies dvideginio kiekis kraujyje atitinkamai didės labai lėtai ir kvėpavimo centro neuronai negalės sužadinti. Pirmasis įkvėpimas niekada neįvyks.

Situacinės problemos Nr. 7 sprendimas:

Anglies dioksidas vaidina pagrindinį vaidmenį sužadinant kvėpavimo centro neuronus. Esant agoninei būsenai, kvėpavimo centro neuronų jaudrumas smarkiai sumažėja, todėl jie negali būti sužadinami veikiant normaliam anglies dioksido kiekiui. Po kelių kvėpavimo ciklų atsiranda pauzė, kurios metu susikaupia nemaži anglies dvideginio kiekiai. Dabar jie jau gali sužadinti kvėpavimo centrą. Keletas įkvėpimų ir iškvėpimų, sumažėja anglies dvideginio kiekis, vėl atsiranda pauzė ir pan. Jei paciento būklės pagerinti nepavyksta, mirtis yra neišvengiama.

Situacinės problemos Nr. 8 sprendimas:

Naras dideliame gylyje kvėpuoja aukšto slėgio oru. Todėl žymiai padidėja dujų tirpumas kraujyje. Azotas organizme nėra suvartojamas. Todėl, kai jis greitai kyla, padidėjęs jo slėgis greitai sumažėja, ir jis greitai išsiskiria iš kraujo burbuliukų pavidalu, dėl kurio atsiranda embolija. Naras nardymo metu visiškai nekvėpuoja. Greitai auginant, nieko blogo nenutinka.

1 priedas

1 lentelė

Plaučių ventiliacijos indikatorių pavadinimas rusų ir anglų kalbomis

Rodiklio pavadinimas rusų kalba	Priimta santrumpa	Indikatoriaus pavadinimas anglų kalba	Priimta santrumpa
Plaučių gyvybinė talpa	gyvybinis pajėgumas	Gyvybinis pajėgumas	V.C.
Potvynių tūris	PRIEŠ	Potvynių tūris	televizorius
Įkvėpimo rezervinis tūris	rajono vidaus reikalų departamentas	Įkvėpimo rezervinis tūris	IRV
Iškvėpimo rezervo tūris	ROvydas	Iškvėpimo rezervo tūris	ERV
Maksimali ventiliacija	MVL	Maksimali savanoriška ventiliacija	M.W.
Priverstinis gyvybinis pajėgumas	FVC	Priverstinis gyvybinis pajėgumas	FVC
Priverstinis iškvėpimo tūris pirmąją sekundę	FEV1	Priverstinis iškvėpimo tūris 1 sek	FEV1
Tiffno indeksas	IT arba FEV1 / VC%		FEV1 % = FEV1/VC %
Maksimalus srauto greitis iškvėpimo metu plaučiuose lieka 25% FVC	MOS25	Maksimalus iškvėpimo srautas 25% FVC	MEF25
	Priverstinis iškvėpimo srautas 75% FVC	FEF75
Maksimalus srauto greitis iškvėpimo momentu, kai plaučiuose lieka 50 % FVC	MOS50	Maksimalus iškvėpimo srautas 50% FVC	50 MEF
	Priverstinis iškvėpimo srautas 50% FVC	50 FEF
Maksimalus srauto greitis iškvėpimo metu plaučiuose lieka 75% FVC	MOS75	Maksimalus iškvėpimo srautas 75% FVC	MEF75
	Priverstinis iškvėpimo srautas 25% FVC	25 FEF
Vidutinis iškvėpimo tūrinis srautas svyruoja nuo 25% iki 75% FVC	SOS25-75	Maksimalus iškvėpimo srautas 25-75% FVC	MEF25-75
	Priverstinis iškvėpimo srautas 25-75% FVC	FEF25-75

2 priedas

PAGRINDINIAI KVĖPAVIMO PARAMETRAI

Vital Capacity (VC = Vital Capacity) – gyvybinė plaučių talpa(oro tūris, kuris palieka plaučius kuo giliau iškvėpus įkvėpus kuo giliau)

IRV (IRV = inspiratory reserve volume) – įkvėpimo rezervinis tūris(papildomas oras) yra oro tūris, kurį galima įkvėpti maksimaliai įkvėpus po įprasto įkvėpimo

ROvyd (ERV = Expiratory Reserve Volume) – iškvėpimo rezervo tūris(rezervas oras) yra oro tūris, kurį galima iškvėpti maksimaliai iškvėpus po įprasto iškvėpimo

EB (IC = įkvėpimo pajėgumas) – įkvėpimo pajėgumas- faktinė potvynio tūrio ir rezervinio įkvėpimo tūrio suma (EB = DO + ROvd)

FOEL (FRC = funkcinis liekamasis pajėgumas) – funkcinis liekamasis plaučių pajėgumas. Tai oro tūris paciento plaučiuose ramybės būsenoje, kai normalus iškvėpimas baigtas ir balso aparatas atidarytas. FOEL yra iškvėpimo rezervo tūrio ir likusio oro suma (FOEL = ROV + OB). Šis parametras gali būti matuojamas vienu iš dviejų metodų: helio skiedimo arba kūno pletizmografijos. Spirometrija nematuoja DEGALŲ, todėl šio parametro reikšmę reikia įvesti rankiniu būdu.

OV (RV = likutinis tūris) – liekamasis oras(kitas pavadinimas – RVL, liekamasis plaučių tūris) – tai oro tūris, kuris lieka plaučiuose po maksimalaus iškvėpimo. Liekamojo tūrio negalima nustatyti naudojant vien spirometriją; tam reikia atlikti papildomus plaučių tūrio matavimus (taikant helio skiedimo metodą arba kūno pletizmografiją).

TLC (TLC = bendras plaučių pajėgumas) – bendras plaučių tūris(oro tūris plaučiuose kuo giliausiai įkvėpus). VEL = gyvybinė talpa + ov