Partialtryck av syre över ämnen. Effekten av lågt partialtryck av syre i luften på kroppen och anpassningsprocesser. Helium och andra gaser

Hypoxi upptäcks tydligast under vistelse i ett sällsynt utrymme, när syrepartialtrycket sjunker.

I ett experiment kan syresvält uppstå vid relativt normalt atmosfärstryck, men med låg syrehalt i den omgivande atmosfären, till exempel när ett djur befinner sig i ett slutet utrymme med låg syrehalt. Fenomenet med syresvält kan observeras när man klättrar i berg, stiger i ett flygplan till en hög höjd - bergs- och höjdsjuka(Fig. 116).

De första tecknen på akut fjällsjuka kan ofta observeras redan på en höjd av 2500 - 3000 m. För de flesta uppträder de när man klättrar till 4000 m och uppåt. Partialtrycket av syre i luften, lika (vid atmosfärstryck 760 mm Hg) till 159 mm, sjunker på denna höjd (430 mm atmosfärstryck) till 89 mm. Samtidigt börjar syremättnaden i arteriell blod minska. Symtom på hypoxi uppträder vanligtvis när arteriell syremättnad är cirka 85 %, och död kan inträffa när arteriell syremättnad faller under 50 %.

Att bestiga ett berg åtföljs av karakteristiska fenomen också på grund av temperaturförhållanden, vind och muskelaktivitet som utförs under bestigningen. Ju mer ämnesomsättningen ökar på grund av muskelspänningar eller en minskning av lufttemperaturen, desto snabbare uppstår sjukdomstecken.

Störningar som uppstår under uppstigning till höjd utvecklas starkare ju snabbare uppstigningen sker. Utbildning är av stor betydelse i detta avseende.

Syresvält när man stiger upp i ett flygplan till en hög höjd har vissa egenheter. Att bestiga berget är långsamt och kräver intensivt muskelarbete. Flygplan kan nå höjd på mycket kort tid. En pilots vistelse på en höjd av 5000 m i avsaknad av tillräcklig träning åtföljs av känslor av huvudvärk, yrsel, tyngd i bröstet, hjärtklappning, expansion av gaser i tarmarna, vilket resulterar i att membranet skjuts uppåt och andningen blir ännu svårare. Användningen av syrgasanordningar eliminerar många av dessa fenomen (fig. 117).

Effekten på kroppen av låg syrehalt i luften uttrycks i störningar i nervsystemet, andningen och cirkulationen.

Viss spänning följs av trötthet, apati, dåsighet, tyngd i huvudet, psykiska störningar i form av irritabilitet följt av depression, viss orienteringsförlust, motoriska funktionsstörningar och störningar av högre nervös aktivitet. På medelhöjd utvecklas en försvagning av den inre hämningen i hjärnbarken och på högre höjder utvecklas diffus hämning. Störningar av autonoma funktioner utvecklas också i form av andnöd, ökad hjärtaktivitet, förändringar i blodcirkulationen och matsmältningsrubbningar.

Med akut syresvält, den andetag. Det blir ytligt och frekvent, vilket är resultatet av stimulering av andningscentrum. Ibland uppstår en märklig, intermittent, så kallad periodisk andning (typ Cheyne-Stokes). I detta fall lider lungventilation märkbart. Med den gradvisa uppkomsten av syresvält blir andningen frekvent och djup, luftcirkulationen i alveolerna förbättras märkbart, men koldioxidhalten och dess spänning i den alveolära luftdroppen, d.v.s. hypokapni utvecklas, vilket komplicerar hypoxiförloppet. Försämrad andning kan orsaka medvetslöshet.

Acceleration och intensifiering av hjärtats aktivitet uppstår på grund av en ökning av funktionen hos dess accelererande och förstärkande nerver, såväl som en minskning av vagusnervernas funktion. Därför är ökad hjärtfrekvens under syresvält en av indikatorerna på reaktionen i nervsystemet som reglerar blodcirkulationen.

På hög höjd förekommer även en rad andra cirkulationsrubbningar. Blodtrycket ökar initialt, men börjar sedan minska i enlighet med tillståndet för de vasomotoriska centra. Med en kraftig minskning av syrehalten i inandningsluften (upp till 7 - 6%) försvagas hjärtaktiviteten märkbart, blodtrycket sjunker och ventrycket stiger, cyanos och arytmi utvecklas.

Ibland observeras det också blödning från slemhinnorna i näsan, munnen, bindhinnan, luftvägarna och mag-tarmkanalen. Stor betydelse vid förekomsten av sådan blödning är fäst vid expansionen av ytliga blodkärl och störningar av deras permeabilitet. Dessa förändringar uppstår delvis på grund av verkan av giftiga metaboliska produkter på kapillärerna.

Dysfunktion av nervsystemet från att vara i ett försålt utrymme visar sig också Gastrointestinala störningar oftast i form av aptitlöshet, hämning av matsmältningskörtlarna, diarré och kräkningar.

Under hypoxi på hög höjd kan ämnesomsättning. Syreförbrukningen ökar initialt, och sedan, med allvarlig syresvält, minskar den, den specifika dynamiska effekten av protein minskar och kvävebalansen blir negativ. Resterande kväve i blodet ökar, ketonkroppar ansamlas, speciellt aceton, som utsöndras i urinen.

En minskning av syrehalten i luften till en viss gräns har liten effekt på bildandet av oxyhemoglobin. Men senare, när syrehalten i luften minskar till 12%, blir syremättnaden i blodet cirka 75%, och när syrehalten i luften är 6 - 7% är den 50 - 35% av det normala. Syrespänningen i kapillärblod är särskilt reducerad, vilket avsevärt påverkar dess diffusion in i vävnaden.

Ökad lungventilation och en ökning av tidalvolymen i lungorna under hypoxi orsakar utarmning av alveolär luft och blod i koldioxid (hypokapni) och förekomsten av relativ alkalos, som ett resultat av vilket excitabiliteten i andningscentrumet tillfälligt kan hämmas och hjärtats aktivitet försvagas. Därför hjälper inandning av koldioxid på höjder, vilket orsakar en ökning av excitabiliteten i andningscentrumet, att öka syrehalten i blodet och förbättrar därmed kroppens tillstånd.

Den fortsatta minskningen av syrepartialtrycket under uppstigning till höjd bidrar dock till den fortsatta utvecklingen av hypoxemi och hypoxi. Fenomenet med otillräcklighet av oxidativa processer ökar. Alkalos ersätts återigen av acidos, som återigen är något försvagad på grund av en ökning av andningshastigheten, en minskning av oxidativa processer och partialtrycket av koldioxid.

Märkbart förändrad när man stiger till höjd och värmeväxling. Värmeöverföringen på hög höjd ökar främst på grund av avdunstning av vatten från kroppens yta och genom lungorna. Värmeproduktionen släpar gradvis efter värmeförlusten, vilket gör att kroppstemperaturen, som initialt ökar något, sedan minskar.

Uppkomsten av tecken på syresvält beror till stor del på kroppens egenskaper, tillståndet i dess nervsystem, lungor, hjärta och blodkärl, som bestämmer kroppens förmåga att tolerera en försvagad atmosfär.

Karaktären av verkan av förtärd luft beror också på hastigheten för utvecklingen av syresvält. Vid akut syresvält kommer dysfunktion i nervsystemet i förgrunden, medan vid kronisk syresvält, på grund av den gradvisa utvecklingen av kompensatoriska processer, upptäcks inte patologiska fenomen från nervsystemet under lång tid.

En frisk person klarar i allmänhet på ett tillfredsställande sätt att sänka barometertrycket och partialtrycket av syre till en viss gräns, och ju bättre desto långsammare uppstigning och desto lättare anpassar sig kroppen. Gränsen för en person kan betraktas som en minskning av atmosfärstrycket till en tredjedel av det normala, det vill säga upp till 250 mm Hg. Art., vilket motsvarar en höjd av 8000 - 8500 m och en syrehalt i luften på 4 - 5%.

Det har konstaterats att vid vistelse på höjd förekommer enhet kroppen, eller dess acklimatisering, som ger kompensation för andningsstörningar. Invånare i bergsområden och tränade klättrare får inte utveckla bergssjuka när de klättrar till en höjd av 4000 - 5000 m. Högtränade piloter kan flyga utan syrgasapparat på en höjd av 6000 - 7000 m och ännu högre.

Även människor långt ifrån bergsklättring och dykning vet att andning under vissa förhållanden blir svårt för en person. Detta fenomen är förknippat med en förändring i partialtrycket av syre i miljön och, som en konsekvens, i blodet hos personen själv.

Höjdsjuka

När en invånare i ett platt område kommer till bergen på semester verkar det som att luften där är särskilt ren och det är helt enkelt omöjligt att andas den.

Faktum är att sådana reflexbehov att andas ofta och djupt orsakas av hypoxi. För att en person ska kunna utjämna syrepartialtrycket i alveolluften behöver han först ventilera sina egna lungor så bra som möjligt. Naturligtvis, efter att ha vistats i bergen i flera dagar eller veckor, börjar kroppen vänja sig vid de nya förhållandena genom att justera de inre organens funktion. Det är så situationen räddas av njurarna, som börjar utsöndra bikarbonat för att förbättra ventilationen av lungorna och öka antalet röda blodkroppar i blodet som kan bära mer syre.

Således har invånare i bergsområden alltid högre hemoglobinnivåer än de som bor i låglandet.

Akut form

Beroende på kroppens egenskaper kan normen för partialtryck av syre skilja sig åt för varje person vid en viss ålder, hälsotillstånd eller helt enkelt beroende på förmågan att acklimatisera sig. Det är därför inte alla är avsedda att erövra topparna, för även med en stor önskan kan en person inte helt underkuva sin kropp och tvinga den att fungera annorlunda.

Mycket ofta kan otränade klättrare utveckla olika symtom på hypoxi under höghastighetsuppstigning. På en höjd av mindre än 4,5 km manifesteras de av huvudvärk, illamående, trötthet och plötsliga förändringar i humöret, eftersom bristen på syre i blodet i hög grad påverkar nervsystemets funktion. Om sådana symtom ignoreras, utvecklas sedan hjärn- eller lungödem, som vart och ett kan leda till döden.

Således är det strängt förbjudet att ignorera förändringar i partialtrycket av syre i miljön, eftersom det alltid påverkar prestanda för hela människokroppen.

Dykning under vattnet

När en dykare dyker in i förhållanden där atmosfärstrycket är lägre än vanligt, möter hans kropp också en sorts acklimatisering. Syrets partialtryck vid havsnivån är ett medelvärde och ändras också med nedsänkning, men kväve är särskilt farligt för människor i detta fall. På jordens yta i plana områden påverkar det inte människor, men efter var 10:e meters nedsänkning drar det sig gradvis ihop och provocerar olika grader av bedövning i dykarens kropp. De första tecknen på en sådan överträdelse kan uppträda efter 37 meter under vatten, särskilt om en person tillbringar lång tid på djupet.

När atmosfärstrycket överstiger 8 atmosfärer, och denna siffra nås efter 70 meter under vatten, börjar dykare känna kvävenarkos. Detta fenomen manifesteras av en känsla av alkoholförgiftning, vilket stör ubåtsmannens koordination och uppmärksamhet.

För att undvika konsekvenser

I de fall där partialtrycket av syre och andra gaser i blodet är onormalt och dykaren börjar känna tecken på berusning är det mycket viktigt att stiga så långsamt som möjligt. Detta beror på det faktum att med en kraftig tryckförändring provocerar diffusionen av kväve uppkomsten av bubblor med detta ämne i blodet. Enkelt uttryckt verkar blodet koka, och personen börjar känna svår smärta i lederna. I framtiden kan han utveckla störningar i syn, hörsel och nervsystemets funktion, vilket kallas tryckfallssjuka. För att undvika detta fenomen bör dykaren lyftas mycket långsamt eller så bör kvävet i hans andningsblandning ersättas med helium. Denna gas är mindre löslig, har lägre massa och densitet, så kostnaderna minskar.

Om en sådan situation uppstår, måste personen omedelbart placeras tillbaka i högtrycksmiljön och vänta på gradvis dekompression, som kan pågå i upp till flera dagar.

För att gassammansättningen i blodet ska förändras är det inte nödvändigt att erövra toppar eller gå ner till havsbotten. Olika patologier i hjärt-, urin- och andningssystemet kan också påverka förändringar i gastrycket i människokroppens huvudvätska.

För att exakt bestämma diagnosen tas lämpliga tester från patienter. Oftast är läkare intresserade av partialtrycket av syre och koldioxid, eftersom de säkerställer korrekt andning av alla mänskliga organ.

Tryck i detta fall är en process för upplösning av gaser, som visar hur effektivt syre fungerar i kroppen och om dess indikatorer motsvarar standarder.

De minsta avvikelserna tyder på att patienten har avvikelser som påverkar förmågan att maximalt utnyttja de gaser som kommer in i kroppen.

Tryckstandarder

Graden av partialtryck av syre i blodet är ett relativt begrepp, eftersom det kan variera beroende på många faktorer. För att korrekt bestämma din diagnos och få behandling måste du kontakta en specialist med testresultat som kan ta hänsyn till alla individuella egenskaper hos patienten. Naturligtvis finns det också referensstandarder som anses vara idealiska för en frisk vuxen. Så i patientens blod utan avvikelser finns det:

• koldioxid i mängden 44,5-52,5%;
• dess tryck är 35-45 mm Hg. Konst.;
• flytande syremättnad 95-100%;
• O2 i en mängd av 10,5-14,5%;
• partialtrycket av syre i blodet är 80-110 mm Hg. Konst.

För att resultaten ska överensstämma med verkligheten under analysen är det nödvändigt att ta hänsyn till ett antal faktorer som kan påverka deras riktighet.

Orsaker till avvikelse från normen, beroende på patienten

Syrepartialtrycket i arteriellt blod kan förändras mycket snabbt beroende på olika omständigheter, därför bör följande egenskaper beaktas för att testresultatet ska vara så exakt som möjligt:

• tryckhastigheten minskar alltid med stigande ålder hos patienten;
• under hypotermi minskar syretrycket och koldioxidtrycket, och pH-nivån ökar;
• vid överhettning är situationen omvänd;
• det faktiska partialtrycket av gaser kommer endast att synas när blod tas från en patient med en kroppstemperatur inom det normala intervallet (36,6-37 grader).

Orsaker till avvikelser från normen beroende på vårdpersonal

Förutom att ta hänsyn till sådana egenskaper hos patientens kropp, måste specialister också följa vissa standarder för att säkerställa korrekta resultat. Först och främst påverkas syrepartialtrycket av närvaron av luftbubblor i sprutan. I allmänhet kan varje kontakt av analysen med omgivande luft förändra resultaten. Det är också viktigt, efter att ha samlat in blod, att försiktigt blanda det i en behållare så att röda blodkroppar inte sätter sig i botten av röret, vilket också kan påverka testresultaten som visar hemoglobinnivåer.

Det är mycket viktigt att hålla sig till de tidsnormer som tilldelats för analysen. Enligt reglerna måste alla åtgärder utföras inom en kvart efter insamling, och om denna tid inte räcker, måste behållaren med blod placeras i isvatten. Detta är det enda sättet att stoppa processen med syreförbrukning av blodkroppar.

Specialister bör också kalibrera analysatorn i tid och ta tester endast med sprutor som innehåller torrt heparin, som är elektrolytiskt balanserat och inte påverkar surheten i provet.

Testresultat

Som redan är klart kan partialtrycket av syre i luften ha en märkbar effekt på människokroppen, men nivån på gastrycket i blodet kan störas av andra skäl. För att bestämma dem korrekt bör avkodning endast lita på en erfaren specialist som kan ta hänsyn till alla egenskaper hos varje patient.

I vilket fall som helst kommer hypoxi att indikeras av en minskning av syretrycket. Förändringar i blodets pH-nivåer, såväl som koldioxidtrycket eller förändringar i bikarbonatnivåer, kan indikera acidos eller alkalos.

Acidos är en försurningsprocess av blodet och kännetecknas av en ökning av koldioxidtrycket, en minskning av blodets pH och bikarbonatnivåer. I det senare fallet kommer diagnosen att meddelas som metabolisk acidos.

Alkalos är en ökning av blodets alkalinitet. Detta kommer att indikeras av ett ökat koldioxidtryck, en ökning av antalet bikarbonater, och följaktligen en förändring av pH-nivån i blodet.

Slutsats

Kroppens prestanda påverkas inte bara av högkvalitativ kost och fysisk aktivitet. Varje person vänjer sig vid vissa klimatförhållanden där han känner sig mest bekväm. Deras förändring provocerar inte bara dålig hälsa, utan också en fullständig förändring av vissa blodparametrar. För att fastställa en diagnos baserat på dem bör du noggrant välja en specialist och säkerställa att alla standarder för att ta tester följs.

Gaserna som utgör andningsluften påverkar människokroppen beroende på värdet av deras partiella (del)tryck:

där Pg är partialgastrycket” kgf/cm², mm Hg. st eller kPa;

Pa - absolut lufttryck, kgf/cm², mmHg. Konst. eller kPa.

Exempel 1.2. Atmosfärisk luft innehåller 78 volymprocent kväve. 21 % syre och 0,03 % koldioxid. Bestäm partialtrycket för dessa gaser på ytan och på ett djup av 40 m. Ta atmosfäriskt lufttryck lika med 1 kgf/cm².

Lösning: 1) absolut tryck av tryckluft på ett djup av 40 m enligt (1.2)

2) partialtryck av kväve enligt (1.3) på ytan
på 40 m djup
3) partialtryck av syre på ytan
på 40 m djup
4) partialtryck av koldioxid på ytan
på 40 m djup
Följaktligen ökade partialtrycket för gaser som ingår i andningsluften på ett djup av 40 m 5 gånger.

Exempel 1.3. Baserat på data i exempel 1.2, bestäm hur stor andel av gaserna som ska finnas på 40 m djup så att deras partialtryck motsvarar normala förhållanden på ytan.

Lösning: 1) kvävehalt i luften på ett djup av 40 m, motsvarande partialtrycket på ytan, enligt (1.3)

2) syrehalt under samma förhållanden

3) koldioxidhalt under samma förhållanden

Följaktligen kommer den fysiologiska effekten på kroppen av de gaser som utgör andningsluften på ett djup av 40 m att vara densamma som på ytan, förutsatt att deras procentuella halt minskar med 5 gånger.

Kväve luft börjar ha en toxisk effekt nästan vid ett partialtryck på 5,5 kgf/cm² (550 kPa). Eftersom atmosfärisk luft innehåller cirka 78 % kväve, motsvarar det angivna partialtrycket av kväve enligt (1.3) ett absolut lufttryck på 7 kgf/cm² (nedsänkningsdjup - 60 m). På detta djup blir simmaren upprörd, arbetsförmågan och uppmärksamheten minskar, orienteringen blir svår och ibland uppstår yrsel. På stora djup (80...100 m) utvecklas ofta visuella och hörselhallucinationer. Nästan på 80...90 m djup blir en simmare oförmögen att arbeta, och nedstigning till dessa djup medan andningsluft är endast möjlig under en kort tid.

Syre i höga koncentrationer, även under atmosfärstryck, har det en giftig effekt på kroppen. Sålunda, vid ett partialtryck av syre på 1 kgf/cm² (andas rent syre under atmosfäriska förhållanden), utvecklas inflammatoriska fenomen i lungorna efter 72 timmars andning. När syrepartialtrycket är mer än 3 kgf/cm², efter 15...30 minuter, uppstår kramper och personen förlorar medvetandet. Faktorer som predisponerar för uppkomsten av syreförgiftning: innehållet av koldioxid i inandningsluften, ansträngande fysiskt arbete, hypotermi eller överhettning.

Med ett lågt partialtryck av syre i inandningsluften (under 0,16 kgf/cm²) är blodet som strömmar genom lungorna inte helt mättat med syre, vilket leder till en minskning av prestanda, och i fall av akut syresvält - till förlust av medvetandet.

Koldioxid. Att bibehålla normala koldioxidnivåer i kroppen regleras av det centrala nervsystemet, som är mycket känsligt för dess koncentration. Ett ökat innehåll av koldioxid i kroppen leder till förgiftning, ett minskat innehåll leder till en minskning av andningshastigheten och stoppar den (apné). Under normala förhållanden är partialtrycket av koldioxid i atmosfärisk luft 0,0003 kgf/cm² (~30 Pa). Om partialtrycket av koldioxid i inandningsluften ökar med mer än 0,03 kgf/cm² (-3 kPa), kommer kroppen inte längre att klara av avlägsnandet av denna gas genom ökad andning och blodcirkulation och allvarliga störningar kan uppstå.

Man bör komma ihåg att enligt (1.3) motsvarar ett partialtryck på 0,03 kgf/cm² på ytan en koldioxidkoncentration på 3 % och på ett djup av 40 m (absolut tryck 5 kgf/cm²) - 0,6 %. En ökad halt av koldioxid i inandningsluften förstärker den toxiska effekten av kväve, som redan kan uppträda på ett djup av 45 m. Det är därför det är nödvändigt att strikt övervaka innehållet av koldioxid i inandningsluften.

Mättnad av kroppen med gaser. Att vara under högt tryck innebär mättnad av kroppen med gaser som löses upp i vävnader och organ. Vid atmosfärstryck på ytan i en människokropp som väger 70 kg löses cirka 1 liter kväve. Med ökande tryck ökar kroppsvävnadernas förmåga att lösa upp gaser i proportion till det absoluta lufttrycket. Så på ett djup av 10 m (absolut lufttryck för andning 2 kgf/cm²) kan 2 liter kväve redan lösas i kroppen, på ett djup av 20 m (3 kgf/cm²) - 3 liter kväve, etc. .

Graden av mättnad av kroppen med gaser beror på deras partialtryck, tiden under tryck, såväl som på blodflödets hastighet och lungventilation.

Under fysiskt arbete ökar andningsfrekvensen och djupet av andningen, såväl som blodflödets hastighet, så att kroppens mättnad med gaser är direkt beroende av intensiteten i ubåtssimmarens fysiska aktivitet. Med samma fysiska aktivitet ökar hastigheten på blodflödet och lungventilationen hos en tränad person i mindre utsträckning än hos en otränad person, och kroppens mättnad med gaser blir annorlunda. Därför är det nödvändigt att vara uppmärksam på att öka nivån av fysisk kondition och det stabila funktionella tillståndet hos hjärt- och andningssystemet.

En minskning av trycket (dekompression) orsakar desaturation av kroppen från likgiltig gas (kväve). I det här fallet kommer överskott av löst gas in i blodomloppet från vävnaderna och transporteras av blodströmmen in i lungorna, varifrån den förs ut i miljön genom diffusion. Om du stiger upp för snabbt bildar gas löst i vävnaderna bubblor av olika storlekar. De kan transporteras genom hela kroppen av blodflödet och orsaka blockering av blodkärl, vilket leder till tryckfallssjuka.

Gaser som bildas i tarmarna på en ubåtsfarare när han är under tryck expanderar vid uppstigning, vilket kan leda till smärta i buken (flatulens). Därför är det nödvändigt att stiga från djupet till ytan långsamt, och vid en lång vistelse på djupet - med stopp i enlighet med dekompressionstabellerna (bilaga 11.8).

(Den sista kolumnen visar O 2 -halten, från vilken motsvarande partialtryck vid havsnivå kan reproduceras (100 mm Hg = 13,3 kPa)

Höjd, m	Lufttryck, mm Hg. Konst.	Partialtryck av O 2 i inandningsluft, mm Hg. Konst.	Partialtryck av O 2 i alveolär luft, mm Hg. Konst.	Ekvivalent fraktion 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

Ris. 4. Zoner av påverkan av syrebrist under uppstigning till höjd

3. Zon för ofullständig kompensation (farozon). Den genomförs på höjder från 4000 m till 7000 m. Oanpassade människor upplever olika störningar. När säkerhetsgränsen (tröskeln för överträdelser) överskrids, sjunker den fysiska prestationen avsevärt, förmågan att fatta beslut försvagas, blodtrycket minskar och medvetandet gradvis försvagas; muskelryckningar är möjliga. Dessa förändringar är reversibla.

4. Kritisk zon. Startar från 7000 m och uppåt. P A O 2 blir lägre kritisk tröskel – de där. dess lägsta värde vid vilket vävnadsandning fortfarande kan ske. Enligt olika författare varierar värdet på denna indikator mellan 27 och 33 mm Hg. Konst. (V.B. Malkin, 1979). Potentiellt dödliga störningar i centrala nervsystemet förekommer i form av hämning av andnings- och vasomotoriska centra, utveckling av medvetslöshet och kramper. I den kritiska zonen är syrebristens varaktighet avgörande för bevarandet av liv. En snabb ökning av PO 2 i inandningsluften kan förhindra dödsfall.

Effekten på kroppen av ett reducerat partialtryck av syre i inandningsluften under förhållanden med ett fall i barometertrycket realiseras inte omedelbart, utan vid uppnående av en viss reaktionströskel motsvarande en höjd av cirka 2000 m. Denna situation är underlättas av särdragen i interaktionen mellan syre och hemoglobin, vilket visas grafiskt av oxihemoglobins dissociationskurva (fig. 5).

Fig. 5. Dissociationskurvor för oxyhemoglobin (Hb) och oxymyoglobin (Mb)

S-formad konfigurationen av denna kurva pga bindning av en hemoglobinmolekyl till fyra syremolekylerär viktigt med tanke på syretransporten i blodet. Under absorptionen av syre i blodet närmar sig PaO 2 90-95 mm Hg, vid vilken mättnaden av hemoglobin med syre är cirka 97%. Dessutom, eftersom oxyhemoglobin dissociationskurvan i dess högra del är nästan horisontell, när PaO 2 faller i intervallet från 90 till 60 mm Hg. Konst. hemoglobin syremättnad minskar inte mycket: från 97 till 90%. Således, tack vare denna funktion, kommer en minskning av PaO 2 i det specificerade intervallet (90-60 mm Hg) endast att påverka blodets syremättnad något, dvs. om utvecklingen av hypoxemi. Den senare kommer att öka efter att PaO 2 övervinner den nedre gränsen på 60 mm Hg. Art., när oxyhemoglobin-dissociationskurvan rör sig från en horisontell position till en vertikal. På en höjd av 2000 m är PaO 2 76 mm Hg. Konst. (10,1 kPa).

Dessutom kommer fallet i PaO 2 och kränkningen av hemoglobins syremättnad att delvis kompenseras av ökad ventilation, ökad blodflödeshastighet, mobilisering av avsatt blod och användning av blodets syrereserv.

En egenskap hos hypobarisk hypoxisk hypoxi som utvecklas under uppstigning i bergen är inte bara hypoxemi, men också hypokapni (en följd av kompensatorisk hyperventilering av alveolerna). Det senare bestämmer bildningen gasalkalos med lämpliga förskjutning av oxyhemoglobin dissociationskurvan till vänster . De där. det finns en ökning av hemoglobins affinitet för syre, vilket minskar tillförseln av det senare till vävnaderna. Dessutom leder respiratorisk alkalos till ischemisk hypoxi i hjärnan (spasm i cerebrala kärl), såväl som en ökning av intravaskulär kapacitet (dilatation av somatiska arterioler). Resultatet av sådan dilatation är patologisk avsättning av blod i periferin, åtföljd av en kränkning av systemiskt (minskning av blodvolym och hjärtminutvolym) och organ (försämrad mikrocirkulation) blodflöde. Således, exogen mekanism för hypobar hypoxisk hypoxi, orsakad av en minskning av partialtrycket av syre i inandningsluften, kommer att kompletteras endogena (hemiska och cirkulatoriska) mekanismer för hypoxi, vilket kommer att bestämma den efterföljande utvecklingen av metabolisk acidos(Fig. 6).

En minskning av partialtrycket av syre i inandningsluften leder till en ännu lägre nivå i alveolerna och utströmmande blod. Om slättbefolkningen klättrar i berg, ökar hypoxi deras ventilation genom att stimulera arteriella kemoreceptorer. Kroppen svarar med adaptiva reaktioner, vars syfte är att förbättra tillförseln av O2 till vävnader.Förändringar i andningen vid hypoxi på hög höjd varierar från person till person. De yttre andningsreaktionerna som uppstår i alla fall bestäms av ett antal faktorer: 1) hastigheten med vilken hypoxi utvecklas; 2) graden av O2-konsumtion (vila eller fysisk aktivitet); 3) varaktigheten av hypoxisk exponering.

Den viktigaste kompensatoriska reaktionen på hypoxi är hyperventilering. Den initiala hypoxiska stimuleringen av andningen, som inträffar när man stiger till höjden, leder till läckage av CO 2 från blodet och utveckling av respiratorisk alkalos. Detta orsakar i sin tur en ökning av pH i hjärnans extracellulära vätska. Centrala kemoreceptorer svarar på en sådan pH-förskjutning i hjärnans cerebrospinalvätska genom en kraftig minskning av deras aktivitet, vilket hämmar nervcellerna i andningscentrumet så mycket att det blir okänsligt för stimuli som kommer från perifera kemoreceptorer. Ganska snabbt ger hyperpné vika för ofrivillig hypoventilation, trots ihållande hypoxemi. En sådan minskning av andningscentrumets funktion ökar graden av hypoxiskt tillstånd i kroppen, vilket är extremt farligt, främst för nervcellerna i hjärnbarken.

Med acklimatisering till förhållanden på hög höjd anpassar sig fysiologiska mekanismer till hypoxi. Efter att ha vistats i flera dagar eller veckor på höjden kompenseras som regel respiratorisk alkalos av frisättningen av HCO 3 från njurarna, på grund av vilken en del av den hämmande effekten på alveolär hyperventilation försvinner och hyperventilationen intensifieras. Acklimatisering orsakar också en ökning av hemoglobinkoncentrationen på grund av ökad hypoxisk stimulering av erytropoietin av njurarna. Således, bland Andinska invånare som ständigt bor på en höjd av 5000 m, är koncentrationen av hemoglobin i blodet 200 g/l. De huvudsakliga medlen för anpassning till hypoxi är: 1) en signifikant ökning av lungventilation; 2) ökning av antalet röda blodkroppar; 3) ökning av lungornas diffusionskapacitet; 4) ökad vaskularisering av perifera vävnader; 5) öka vävnadscellernas förmåga att använda syre, trots lågt pO2.

Vissa människor utvecklar ett akut patologiskt tillstånd när de snabbt stiger upp till höga höjder ( akut bergssjuka och lungödem på hög höjd). Eftersom det centrala nervsystemet har den högsta känsligheten för hypoxi av alla organ, är neurologiska störningar de första som uppstår när man klättrar till höga höjder. När man stiger till höjden kan symtom som huvudvärk, trötthet och illamående utvecklas akut. Lungödem förekommer ofta. Under 4500 m förekommer sådana allvarliga störningar mer sällan, även om mindre funktionsavvikelser förekommer. Beroende på kroppens individuella egenskaper och dess förmåga att acklimatisera sig kan en person nå stora höjder.

Kontrollfrågor

1. Hur förändras parametrarna för barometertryck och partialtryck av syre med ökande höjd?

2. Vilka adaptiva reaktioner uppstår när man stiger till en höjd?

3. Hur sker acklimatisering till höga bergsförhållanden?

4. Hur visar sig akut fjällsjuka?

Andas när du dyker till djupet

När en dykare utför undervattensarbete andas under tryck 1 atm högre än atmosfärstrycket. för varje 10 m dyk. Cirka 4/5 av luften är kväve. Vid havsnivåtryck har kväve ingen nämnvärd effekt på kroppen, men vid högt tryck kan det orsaka olika grader av narkos. De första tecknen på mild anestesi uppträder på ett djup av cirka 37 m, om dykaren stannar på djupet i en timme eller mer och andas tryckluft. Med en lång vistelse på ett djup av mer än 76 m (tryck 8,5 atm.), utvecklas vanligtvis kvävenarkos, vars manifestationer liknar alkoholförgiftning. Om en person andas in luft av normal sammansättning, löses kväve i fettvävnad. Diffusion av kväve från vävnad sker långsamt, så dykarens uppstigning till ytan måste vara mycket långsam. Annars är intravaskulär bildning av kvävebubblor möjlig (blodet "kokar") med allvarlig skada på centrala nervsystemet, synorgan, hörsel och svår smärta i lederna. Det finns en sk dykarsjuka. För att behandla offret är det nödvändigt att placera honom tillbaka i en högtrycksmiljö. Gradvis dekompression kan pågå i flera timmar eller dagar.

Sannolikheten för tryckfallssjuka kan minskas avsevärt genom att andas in speciella gasblandningar, såsom en syre-heliumblandning. Detta beror på det faktum att heliums löslighet är mindre än för kväve, och det diffunderar snabbare från vävnader, eftersom dess molekylvikt är 7 gånger mindre än kvävets. Dessutom har denna blandning en lägre densitet, så arbetet som spenderas på extern andning minskar.

Kontrollfrågor

5. Hur förändras barometertryck och partialtryck av syre med ökande höjd?

6. Vilka adaptiva reaktioner uppstår när man stiger till en höjd?

7. Hur sker acklimatisering till höga bergsförhållanden?

8. Hur visar sig akut fjällsjuka?

7.3 Testuppgifter och situationsuppgift

Välj ett rätt svar.

41. OM EN PERSON DYKER UTAN SPECIELL UTRUSTNING MED PRELIMINÄR HYPERVENTILATION KAN ORSAKEN TILL PLÖTSLIG MEDVÄNDELSEFÖRSLUTNING ÖKA

1) asfyxi

2) hypoxi

3) hyperoxi

4) hyperkapni

42. NÄR DU DYKAR UNDER VATTEN MED MASK OCH SNORKEL KAN DU INTE ÖKA LÄNGDEN PÅ STANDARDRÖRET (30-35 cm) FÖR

1) förekomsten av en tryckgradient mellan lufttrycket i alveolerna och vattentrycket på bröstet

2) faran för hyperkapni

3) fara för hypoxi

4) öka volymen av dödutrymme

Situationsuppgift 8

Champion dykare dyker till djup på upp till 100 m utan dykutrustning och kommer tillbaka till ytan på 4-5 minuter. Varför får de inte tryckfallssjuka?

8. Standarder för svar på testuppgifter och situationsbetonade uppgifter

Exempel på svar på testuppgifter:

Standardsvar på situationsproblem:

Lösning på situationsproblem nr 1:

Om vi ​​pratar om naturlig andning, så är den första rätt. Andningsmekanismen är sug. Men om vi menar konstgjord andning, så är den andra rätt, eftersom mekanismen här är en tryckmekanism.

Lösning på situationsproblem nr 2:

För effektivt gasutbyte krävs ett visst förhållande mellan ventilation och blodflöde i lungornas kärl. Följaktligen hade dessa människor skillnader i blodflödesvärden.

Lösning på situationsproblem nr 3:

I blodet finns syre i två tillstånd: fysiskt löst och bundet till hemoglobin. Om hemoglobin inte fungerar bra, återstår bara löst syre. Men det finns väldigt lite av det. Detta betyder att det är nödvändigt att öka dess kvantitet. Detta uppnås genom hyperbar syrebehandling (patienten placeras i en kammare med högt syretryck).

Lösning på situationsproblem nr 4:

Malat oxideras av det NAD-beroende enzymet malatdehydrogenas (mitokondriell fraktion). Vidare, under oxidationen av en malatmolekyl, bildas en NADH·H+-molekyl, som kommer in i den fullständiga elektronöverföringskedjan med bildandet av tre ATP-molekyler från tre ADP-molekyler. Som ni vet är ADP en aktivator av andningskedjan och ATP är en hämmare. ADP i förhållande till malat är uppenbarligen en bristvara. Detta leder till att aktivatorn (ADP) försvinner från systemet och inhibitorn (ATP) dyker upp, vilket i sin tur leder till att andningskedjan stannar och syre absorberas. Hexokinas katalyserar överföringen av en fosfatgrupp från ATP till glukos för att bilda glukos-6-fosfat och ADP. Således, när detta enzym verkar i systemet, förbrukas hämmaren (ATP) och aktivatorn (ADP) dyker upp, så att andningskedjan återupptar sitt arbete.

Lösning på situationsproblem nr 5:

Enzymet succinatdehydrogenas, som katalyserar oxidationen av succinat, tillhör FAD-beroende dehydrogenaser. Som ni vet säkerställer FADN 2 tillförseln av väte till den förkortade elektrontransportkedjan, under vilken 2 ATP-molekyler bildas. Amobarbital blockerar andningskedjan i nivå med den första kopplingen av andning och fosforylering och påverkar inte oxidationen av succinat.

Lösning på situationsproblem nr 6:

Om navelsträngen klämms fast mycket långsamt kommer koldioxidhalten i blodet på motsvarande sätt att öka mycket långsamt och andningscentrumets nervceller kommer inte att kunna excitera. Det första andetag kommer aldrig att hända.

Lösning på situationsproblem nr 7:

Koldioxid spelar en ledande roll vid excitation av nervceller i andningscentrum. I ett agonalt tillstånd minskar excitabiliteten hos neuronerna i andningscentrumet kraftigt och därför kan de inte exciteras av verkan av normala mängder koldioxid. Efter flera andningscykler uppstår en paus, under vilken betydande mängder koldioxid ackumuleras. Nu kan de redan excitera andningscentret. Flera in- och utandningar sker, mängden koldioxid minskar, en paus uppstår igen osv. Om patientens tillstånd inte kan förbättras är döden oundviklig.

Lösning på situationsproblem nr 8:

En dykare på stora djup andas högtrycksluft. Därför ökar lösligheten av gaser i blodet avsevärt. Kväve förbrukas inte i kroppen. Därför, när det stiger snabbt, minskar dess ökade tryck snabbt, och det frigörs snabbt från blodet i form av bubblor, vilket leder till emboli. Dykaren andas inte alls under dyket. När den höjs snabbt händer inget dåligt.

Bilaga 1

bord 1

Namn på lungventilationsindikatorer på ryska och engelska

Namnet på indikatorn på ryska	Godkänd förkortning	Indikatornamn på engelska	Godkänd förkortning
Lungornas vitalkapacitet	vital kapacitet	Vital kapacitet	V.C.
Tidvattenvolym	INNAN	Tidvattenvolym	TV
Inspiratorisk reservvolym	Distriktsavdelningen för inrikes frågor	Inspiratorisk reservvolym	IRV
Expiratorisk reservvolym	ROvyd	Expiratorisk reservvolym	ERV
Maximal ventilation	MVL	Maximal frivillig ventilation	M.W.
Påtvingad vitalkapacitet	FVC	Påtvingad vitalkapacitet	FVC
Forcerad utandningsvolym i första sekunden	FEV1	Forcerad utandningsvolym 1 sek	FEV1
Tiffno index	IT eller FEV1/VC%		FEV1% = FEV1/VC%
Maximal flödeshastighet vid utandningsögonblicket 25 % FVC kvar i lungorna	MOS25	Maximalt utandningsflöde 25 % FVC	MEF25
	Forcerat utandningsflöde 75 % FVC	FEF75
Maximal flödeshastighet i ögonblicket för utandning av 50 % FVC kvar i lungorna	MOS50	Maximalt utandningsflöde 50 % FVC	MEF50
	Forcerat utandningsflöde 50 % FVC	FEF50
Maximal flödeshastighet vid utandningsögonblicket 75 % FVC kvar i lungorna	MOS75	Maximalt utandningsflöde 75 % FVC	MEF75
	Forcerat utandningsflöde 25 % FVC	FEF25
Genomsnittlig utandningsvolymflöde i intervallet från 25 % till 75 % FVC	SOS25-75	Maximalt utandningsflöde 25-75 % FVC	MEF25-75
	Forcerat utandningsflöde 25-75 % FVC	FEF25-75

Bilaga 2

GRUNDLÄGGANDE ANDNINGSPARAMETRAR

Vital Capacity (VC = Vital Capacity) - lungornas vitalkapacitet(mängden luft som lämnar lungorna när man andas ut så djupt som möjligt efter att ha andats in så djupt som möjligt)

IRV (IRV = inspiratorisk reservvolym) - inspiratorisk reservvolym(extra luft) är volymen luft som kan andas in under en maximal inandning efter en normal inandning

ROvyd (ERV = Expiratory Reserve Volume) - expiratorisk reservvolym(reservluft) är volymen luft som kan andas ut under en maximal utandning efter en normal utandning

EB (IC = inspiratorisk kapacitet) - inhalationskapacitet- faktisk summa av tidalvolym och inandningsreservvolym (EB = DO + ROvd)

FOEL (FRC = funktionell restkapacitet) - funktionell restkapacitet i lungorna. Detta är volymen luft i lungorna hos en patient i vila, i en position där normal utandning är klar och glottisen är öppen. FOEL är summan av expiratorisk reservvolym och restluft (FOEL = ROV + OB). Denna parameter kan mätas med en av två metoder: heliumutspädning eller kroppspletysmografi. Spirometri mäter inte BRÄNSLE, så värdet på denna parameter måste matas in manuellt.

OV (RV = restvolym) - restluft(ett annat namn är RVL, resterande lungvolym) är volymen luft som blir kvar i lungorna efter maximal utandning. Restvolymen kan inte bestämmas med enbart spirometri; detta kräver ytterligare mätningar av lungvolymen (med heliumutspädningsmetoden eller kroppspletysmografi).

TLC (TLC = total lungkapacitet) - total lungkapacitet(mängden luft i lungorna efter att ha tagit djupast möjliga andetag). VEL = vitalkapacitet + ov